【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及球墨铸铁，尤其涉及一种高强韧球墨铸铁及其制备方法和应用。
技术介绍
1、本专利技术
技术介绍
中公开的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
2、球墨铸铁是指微观结构中石墨以球状分布于铁基体中的铸铁。由于球状形态可以有效降低应力集中，抑制裂纹扩展，因此同灰铸铁、蠕墨铸铁等相比，球墨铸铁具有较高的韧性和抗拉强度。而且，球墨铸铁的制造成本同合金钢、铝合金等相比明显降低，具有良好的经济性。正因为这种特征，球墨铸铁在发动机缸体、机械零件、管道等领域获得了广泛应用。
3、电力金具是连接和组合电力系统中的各类装置，以传递机械负荷、电气负荷或起某种防护作用的附件，常用的电力金具包括悬垂线夹、耐张线夹、连接金具、接续金具、防护金具等。目前制造电力金具的材料以金属材料为主，包括碳钢、低合金高强钢、铸铁、铝、铝合金。
4、然而，球墨铸铁电力金具制造领域的应用范围仍然非常有限，目前主要用于制造悬垂线夹。造成这一现象的主要原因是目前的球墨铸铁组织结构主要为球状石墨+铁素体、球状石墨+珠光体、球状石墨+贝氏体/马氏体。同目前常用的低合金高强钢相比，上述具有球状石墨+铁素体、球状石墨+珠光体的球墨铸铁强度偏低，如专利cn 111961955 b中(授权公告日2022.03.11)，提供了一种珠光体+铁素体的球墨铸铁，虽然其实施例的伸长率最高可达10.5％，但其强度难以超过700mpa。而采用淬火等热处理工艺多得到球状
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种高强韧球墨铸铁及其制备方法和应用，所得球墨铸铁具有良好的强度和塑韧性匹配，适用于电力金具等较高强塑性要求领域的应用。
2、第一方面，本专利技术提供了一种高强韧球墨铸铁，包括如下质量百分比的化学成分：
3、si：2.4～3.3％；
4、c：3.2～3.8％；
5、mn：0.1～0.3％；
6、cu：0.1～0.8％；
7、ni：0.05～1.8％；
8、mo：0.01～0.25％；
9、v：0～0.01％；
10、mg：0.02～0.04％；
11、稀土元素：0.01～0.05％；
12、其余为fe；
13、所述球墨铸铁的微观组织为球状石墨、铁素体和奥铁体，所述铁素体的含量为25-45％；奥铁体的含量为55-75％。
14、优选的，所述稀土元素为铈和镧。
15、优选的，所述球状石墨的密度为100～500个/mm2。
16、优选的，所述球状石墨的球化率大于90％。
17、第二方面，本专利技术提供了上述高强韧球墨铸铁的制备方法，包括如下步骤：
18、将合金原料进行熔炼，得到铁水；
19、将所述铁水进行球化孕育处理，得到金属液；
20、将所述金属液进行浇铸或水平连铸，得到铸铁；
21、将所述铸铁升温后进行淬火处理，即得；
22、所述升温的温度为球状石墨、铁素体和奥氏体的三相区。
23、优选的，所述升温的温度为825-845℃，保温时间为30-180min。
24、优选的，所述淬火处理的温度为250-400℃，保温时间为30-90min。
25、优选的，所述淬火处理的冷却方式为油冷。
26、优选的，所述熔炼的温度为1450-1550℃。
27、优选的，所述球化孕育处理中的球化-孕育剂为镧、铈、钆、锶、锑、钙、镁中的两种或多种形成的化合物，进一步优选为铈镧镁化合物。
28、优选的，所述浇铸的温度为1340-1390℃；或，所述水平连铸的温度为1320-1370℃。
29、第三方面，本专利技术提供了上述高强韧球墨铸铁或上述制备方法制备得到的高强韧球墨铸铁在电力金具中的应用。
30、与现有技术相比，本专利技术取得了以下有益效果：
31、本专利技术通过合理选择铸铁成分，保证铸铁具有良好的淬硬性，并通过严格控制等温淬火处理的温度，在石墨、奥氏体、铁素体三相区进行等温淬火处理，获得球状石墨+奥铁体+铁素体的组织结构，使得该球墨铸铁具有良好的强度和塑韧性匹配，抗拉强度在800mpa以上，同时伸长率在10％以上，无缺口冲击功达到110j以上，满足电力金具的应用场景。
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1.一种高强韧球墨铸铁，其特征在于，包括如下质量百分比的化学成分：Si：2.4～3.3％，C：3.2～3.8％，Mn：0.1～0.3％，Cu：0.1～0.8％，Ni：0.05～1.8％，Mo：0.01～0.25％，V：0～0.01％，Mg：0.02～0.04％，稀土元素：0.01～0.05％，其余为Fe；
2.如权利要求1所述的高强韧球墨铸铁，其特征在于，所述稀土元素为铈和镧；所述球状石墨的密度为100～500个/mm2，所述球状石墨的球化率大于90％。
3.如权利要求2所述的高强韧球墨铸铁，其特征在于，所述铁素体的含量为25-40％；奥铁体的含量为60-75％。
4.一种如权利要求1-3任一项所述的高强韧球墨铸铁的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述升温的温度为825-845℃，保温时间为30-180min。
6.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述淬火处理的温度为250-400℃，保温时间为30-90min，所述淬火处理的冷却方式为油冷。
7.如权
8.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，包括：所述球化孕育处理中的球化-孕育剂为镧、铈、钆、锶、锑、钙、镁中的两种或多种形成的化合物，优选为铈镧镁化合物。
9.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述浇铸的温度为1340-1390℃；或，所述水平连铸的温度为1320-1370℃。
10.如权利要求1-3任一项所述的高强韧球墨铸铁或权利要求4-9任一项所述的制备方法制备得到的高强韧球墨铸铁在电力金具中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种高强韧球墨铸铁，其特征在于，包括如下质量百分比的化学成分：si：2.4～3.3％，c：3.2～3.8％，mn：0.1～0.3％，cu：0.1～0.8％，ni：0.05～1.8％，mo：0.01～0.25％，v：0～0.01％，mg：0.02～0.04％，稀土元素：0.01～0.05％，其余为fe；
2.如权利要求1所述的高强韧球墨铸铁，其特征在于，所述稀土元素为铈和镧；所述球状石墨的密度为100～500个/mm2，所述球状石墨的球化率大于90％。
3.如权利要求2所述的高强韧球墨铸铁，其特征在于，所述铁素体的含量为25-40％；奥铁体的含量为60-75％。
4.一种如权利要求1-3任一项所述的高强韧球墨铸铁的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述升温...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜宝帅，闫芝成，米春旭，舒圣程，李辛庚，王蝶，杨岳清，樊志彬，姜波，高智悦，李文静，姚硕，曹建梅，王倩，王维娜，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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