[发明专利]一种耐低温冲击高强度铸态球墨铸铁及其生产方法

说明书

本发明公开了一种耐低温冲击高强度铸态球墨铸铁及其生产方法，涉及新材料领域，所述球墨铸铁的化学成分为：w(C)3.5％～3.9％，w(Si)1.8％～2.1％，且CE＝C+1/3(Si)＝4.3％～4.6％；w(Mn)≤0.2％；w(P)≤0.03％；w(S)0.006％～0.015％；w(Cu)0.15‑0.25％；w(Mg)0.025％～0.045％,w(RE)0.01～0.02％；其余微量元素反球化系数K≤1±0.1％。本发明生产的铸件不加Ni等贵金属调质，不进行热处理，所以成本较低。由于其铸态下具有较高的强度和韧性、优良的低温冲击性能，因而适用于力学性能要求较高的低温工作环境，延长使用寿命。

技术领域

本发明涉及材料领域，尤其涉及一种耐低温冲击高强度铸态球墨铸铁及其生产方法。

背景技术

球墨铸铁是一种重要的金属结构材料，在汽车、机械、船舶等领域的应用越来越广泛。一些机械构件如汽车曲轴不仅需要较高的强度同时还要具备较高的韧性。目前,要想获得高强度高韧性的球墨铸铁主要是通过热处理实现,而这种方式成本高、工艺复杂、成品率低,因此,在铸态下生产高强度高韧性的球墨铸铁具有重大的现实意义。还有一些机器、零部件长期在高寒环境下工作，如风电设备的变速箱、轮毂、底座，铁路及地铁配件，机车及车辆配件，石油及石化设备的配件等，这些球墨铸铁件同时要求具有较好的低温性能。目前，低温高韧性球墨铸铁件的市场需求越来越大。

我国标准GB1348-2009中，只对QT350-22L、QT400-18L两种低牌号球铁材料规定了低温冲击性能要求。随着牌号升高球墨铸铁韧性降低，低温韧性更低而不能满足应用要求。所以，国内外球墨铸铁标准对QT450-10以上的牌号均未规定低温冲击性能要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐低温冲击高强度铸态球墨铸铁及其生产方法，以解决上述背景技术中提出的随着牌号升高球墨铸铁韧性降低，低温韧性更低而不能满足应用要求的问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种耐低温冲击高强度铸态球墨铸铁，所述球墨铸铁的化学成分为：w(C)3.5％～3.9％，w(Si)1.8％～2.1％，且CE＝C+1/3(Si)＝ 4.3％～4.6％；w(Mn)≤0.2％；w(P)≤0.03％；w(S)0.006％～0.015％； w(Cu)0.15-0.25％；w(Mg)0.025％～0.045％,w(RE)0.01～0.02％；其余微量元素反球化系数≤1±0.1％。

一种球墨铸铁的生产方法：包括以下步骤：

步骤一：准备纯净的原材料

高纯生铁，纯净无锈，化学成分为：w(C)≥3.3％，w(Si)0.4％～ 0.7％，w(Mn)0.05％～0.10％，w(P)≤0.03％，w(S)≤0.02％，w(Ti) ≤0.025％；11种微量元素Σw(Cr+V+Mo+Sn+Sb+Pb+Bi+Te+As+B+Al) ≤0.07％，且反球化系数

K＝4.4Ti+1.6Al+2.0As+2.3Sn+5.0Sb+290Pb+370Bi≤0.36；

步骤二：同材质回炉铁，抛丸清理：

高温石墨化处理的优质晶体增碳剂，化学成分为：

w(C)99.5％～99.8％，w(S)0.015％～0.05％，w(N)0.001％～ 0.003％；吸收率≥95％；粒度0.5～5mm；

步骤三：球化前将电炉内熔炼铁液成分调整为：w(C)3.75％～ 4.15％，w(Si)0.8％～1.1％，且CE＝C+1/3(Si)＝4.32％～4.52％；w(Mn) ≤0.2％；w(P)≤0.03％；w(S)≤0.025％；w(Cu)0.15-0.25％；

步骤四：对铁液进行球化处理+一次孕育：