铸态贝氏体高强度灰口铸铁制造技术

本发明专利技术提供一种铸态贝氏体高强度铸铁及其铸造方法，属合金材料领域。本发明专利技术选用适当的合金化和孕育方法，改变化学配比，可在铸态下获得贝氏体组织的灰口铸铁，而使其主要性能获得大幅度提高，特别是强度性能可达相当程度，而同时又保持普通灰口铸铁的优良性能。本发明专利技术工艺简单、节约能源、成本低，提供了一种性能良好的新合金材料。（*该技术在2008年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及合金材料领域。灰口铸铁广泛用于机械、汽车、工程领域，现有灰口铸铁铸态组织为铁素体或珠光体，或两者之混合+片状石墨，其生产简便，工艺成品率高、成本低，具有一系列优良的铸造性能和较高的机械性能，但由于片状石墨的存在，使其机械性能(特别是强度性能)受限;目前多用孕育法及合金化来使之组织细化(较高弥散度的球光体或索氏体+细片状石墨)来提高强度性能，但其金属基体没有发生根本性变化，其性能只能到一定限度(σb＝200～400N/mm2，σw＝450～600N/mm2);采用等温淬火工艺可改变其金属基体结构，获得具有贝氏体组织的金属基体组织，使其性能大幅度提高，但该法耗能、耗时、劳动强度大，蠕墨铸铁和球墨铸铁虽有良好的机械(强度)性能，但其蠕化、球化过程繁杂，特别是蠕化的技术要求很高，质量很难稳定。经检索世界专利，没有发现有铸态下具有贝氏体基体组织的灰口铸铁报道。本专利技术的目的是选用适当的合金化和孕育方法，改变其化学成分，在细化石墨的同时，不需繁杂的热处理过程，在铸态下获得具有贝氏体组织的灰口铸铁，使其各项性能大幅度提高，同时又保持普通灰口铁的优良性能，并兼有蠕墨和球墨铸铁的某些优点。本专利技术的
技术实现思路
是铸态贝氏体高强度灰口铸铁，铸态组织由金属基体和细片状石墨、碳化物组成，其特殊之处在于其金属基体为贝氏体和少量残余奥氏体，碳化物为少量弧立的岛状碳化物;其化学配比为C3.0～3.3%，Si1.9～2.4%，Mn0.5～0.9%，S＜0.1%，P＜0.1%，Cr0.2～0.8%，Mo0.2～0.8%，Ni0.5～1.0%，RE微量，Ca微量，余量为Fe。本专利技术的铸态贝氏体高强度灰口铸铁的铸造方法的特点在于铸造工艺过程及参数为原料入炉→铁水基本化清时加入合金→过热到1480～1500℃铁水出炉并进行第一次孕育→1400～1430℃干模浇注并进行第二次孕育。本专利技术采用多次孕育和合金化处理，改变了化学成份和组织结构，获得铸态贝氏体的灰口铸铁，由于贝氏体的较高的综合机械性能，使得铸态贝氏体铸铁的主要性能指标大幅度提高(σb＝402N/mm2，σw＝804N/mm2，HRC＝27)，超过新国标的最高牌号HT350灰铸铁性能，同时又保持了普通灰口铸铁的主要性能、兼有蠕墨铸铁和球墨铸铁的某些优点，具有高强度和优良的耐磨、耐热、耐蚀性能，省去了繁杂的热处理、蠕化、球化过程，因而具有性能好、省工、省时、节约能源、工艺简单、成本低的优点。附图为本专利技术铸态金相图。下面说明本专利技术的一个实施例采用100KW、10kg可控硅中频电炉。用料为易门生铁、本溪生铁、碳钢废料、75硅铁、锰铁、铬铁、钼铁、金属镍、稀土、硅钙合金。工艺过程及参数为原料入炉→铁水基本化清时加入合金→过热到1480～1500℃铁水出炉并进行第一次孕育→1400～1430℃干模浇注并进行第二次孕育。化学配比为C3.0～3.3%，Si1.9～2.4%，Mn0.5～0.9%，S＜0.1%，P＜0.1%，Cr0.2～0.8%，Ni0.5～1.0%，Mo0.2～0.8%，RE微量，Ca微量，余量为Fe。力学性能测量采用φ30mm抗弯试样，在云南省下关汽车修理四厂、云南内燃机厂、云南省轻机厂测试，结果为σb＝402.73N/mm2，σw＝804.29N/mm2，HRC＝27。金相分析采用XJG-05型大型卧式金相显微镜，从金相照片(附图)上，可清晰辨认其铸态组织为贝氏体+少量残余奥氏体+少量弧立岛状碳化物+细片状石墨。权利要求1.一种铸态贝氏体高强度灰口铸铁，铸态组织由金属基体和细片状石墨、碳化物组成，其特征在于其金属基体为贝氏体和少量残余奥氏体，碳化物为少量弧立岛状碳化物，其化学配比为C3.0～3.3%，Si1.9～2.4%，S＜0.1%，P＜0.1%，Cr0.2～0.8%，Mo0.2～0.8%，Ni0.5～1.0%，Mn0.5～0.9%，RE微量，Ca微量，余量为Fe。2.一种权利要求1所述铸态贝氏体高强度灰口铸铁的铸造方法，其特征在于铸造工艺过程及参数为原料入炉→铁水基本化清时加入合金→过热到1480～1500℃铁水出炉并进行第一次孕育→1400～1430℃干模浇注并进行第二次孕育。全文摘要本专利技术提供一种铸态贝氏体高强度铸铁及其铸造方法，属合金材料领域。文档编号C21C1/08GK1033844SQ8810717公开日1989年7月12日 申请日期1988年10月11日 优先权日1988年10月11日专利技术者舒信福 申请人:云南工学院本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铸态贝氏体高强度灰口铸铁，铸态组织由金属基体和细片状石墨、碳化物组成，其特征在于其金属基体为贝氏体和少量残余奥氏体，碳化物为少量弧立岛状碳化物，其化学配比为：Ｃ３．０～３．３％，Ｓｉ１．９～２．４％，Ｓ＜０．１％，Ｐ＜０．１％，Ｃｒ０．２～０．８％，Ｍｏ０．２～０．８％，Ｎｉ０．５～１．０％，Ｍｎ０．５～０．９％，ＲＥ微量，Ｃａ微量，余量为Ｆｅ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：舒信福，
申请(专利权)人：云南工学院，
类型：发明
国别省市：53[中国|云南]