【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于合金制备领域，具体涉及一种含ni球墨铸铁材料及其制备方法、应用。
技术介绍
1、我国东部地区人口稠密，工商业相对发达，能源需求量较大；而绝大部分化石能源和清洁能源则分布于我国人口稀少、能源需求较小的中西部地区，能源矿藏与负载中心呈现逆向分布。随着经济社会的快速发展，该问题日益严重。为了优化资源配置，建设跨区域的能源调节通道成为促进我国经济社会高质量发展的必然选择，因此，以特/超高压输电等大容量、远距离电能输送方式为代表的“西电东送”工程应运而生。西电东送工程的电能输送通道中，架空输电线路是电能传输的主要方式。然而，由于我国西北地区地域面积广袤，气候环境复杂，架空输电线路往往途径多个强风/强风沙、酸雨环境区域，由此导致的输电线路连接金具磨损和腐蚀问题日益严重，使得连接金具发生磨损、腐蚀、应力断裂等失效，尤其在腐蚀与磨损共同作用的环境中，连接金具接触部位发生摩擦损伤，使腐蚀介质侵入，加速失效过程。连接金具性能劣化引发的变形与失效可能导致架空输电线路断线断股、绝缘子掉串等故障，严重影响电能输送通道的安全稳定运行。因此，研究并提高连接金具的耐磨耐蚀性能，对架空输电线路的运行安全极具现实意义。
2、球磨铸铁内部含有丰富的球型石墨。球墨铸铁在摩擦磨损过程中，基体中的石墨会充当固体润滑剂，形成低摩擦润滑膜，有效减缓磨损；同时由于石墨球的阻隔，大气环境对球墨铸铁的腐蚀被抑制。因此，使用球墨铸铁制得的连接金具的服役寿命很可能明显延长。然而，球墨铸铁的强韧性很差，采用合金化方式改善球墨铸铁必须谨慎选择恰当的添加元素。>
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的连接金具材料中存在的不耐大气腐蚀、塑韧性能差、耐磨性能不足和寿命低等问题，本专利技术提供一种含ni球墨铸铁材料。
2、本专利技术还提供了上述含ni球墨铸铁材料的制备方法。
3、本专利技术的另一目的为提供了上述含ni球墨铸铁材料在制备连接金具制造件中的应用。
4、为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
5、本专利技术提供了一种含ni球墨铸铁材料，按质量百分比计包括以下组分：
6、2.51％～2.53％的c、2.0％～2.6％的si、0.14～0.15％的mn、1.4％～8.1％的ni、≤0.1％的p和≤0.02％的s，余量为fe和不可避免的杂质。
7、优选的，ni的含量为1.43％～8.07％。
8、本专利技术还提供了一种上述含ni球墨铸铁材料的制备方法，包括以下步骤：
9、s1：将含有ni元素的孕育和球化后铁水快冷到伪共晶区，得到含ni球墨铸铁或型材；
10、s2：将含ni球墨铸铁或型材进行均匀化退火处理；
11、s3：将均匀化处理之后的球铁铸件或型材再次升温处理后，随后进行回火处理，得到含ni球墨铸铁材料。
12、进一步的，s1中，所述快冷的速率≥50℃/s。
13、进一步的，s2中，所述退火处理的方法为：将球墨铸铁型材升温至950～1050℃，保温8～12h，然后，出炉空冷到室温。
14、进一步的，s3中，所述再次升温处理为将含ni球铁铸件或型材升温至950℃保温3h并水淬；所述回火处理为升温到500℃保温2h，空冷。
15、进一步的，所述球墨铸铁材料的金属基体组织为回火马氏体+残余奥氏体，材料组织为回火马氏体+残余奥氏体+石墨球。
16、进一步的，所述石墨球的密度大于500/mm2，球径范围为25-40μm，球墨间距为50μm。
17、本专利技术还提供了上述含ni球墨铸铁材料在制备连接金具制造件中的应用。
18、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
19、(1)本专利技术提供了一种含ni球墨铸铁材料的制备方法，该方法通过将经球化处理后的含ni铁水水平连铸出完全共晶的型材，然后将得到的型材进行均匀化退火处理，得到球墨密度较高的含ni球墨铸铁型材，然后进行950℃奥氏体化180min水淬+500℃回火120min处理，得到组织为回火马氏体，不影响石墨球的凝出，同时兼具强化与韧化作用，使得球墨铸铁具有优异的塑韧性能，且能够降低材料中fe原子浓度的同时引起晶格畸变。同时，由于回火马氏体+残余奥氏体组织塑韧性较好，加之石墨赋予材料良好的耐磨性以及耐蚀性，因而材料具有优良的低摩擦性、耐腐蚀性能和高强韧性等优点，能够有效改善目前连接金具不耐大气腐蚀、塑韧性能差、耐磨性能不足和寿命低的问题，延长连接金具的使用寿命。
20、(2)本专利技术提供的元素组成，能够促进石墨球凝出的同时，还能提高材料强度以及韧性，实现对球墨铸铁增强增韧效果。
21、(3)本专利技术提供的含ni球墨铸铁材料在进行腐蚀反应时，能够降低接触界面fe原子浓度的同时引起晶格畸变，抑制腐蚀产物的渗透生长，且阻碍位错的滑移，使得磨损裂纹无法沿晶扩展；同时，石墨赋予材料良好的耐腐蚀能力，提高了球墨铸铁的耐磨性、耐腐蚀性和塑韧性能。
22、(3)本专利技术还提供一种包括上述含ni球墨铸铁材料的球墨铸铁制造件，该制造件具有优良的低摩擦性、耐腐蚀性能和高的强韧性等优点，能够有效改善目前连接金具不耐大气腐蚀与塑韧性能较差的问题，延长连接金具的使用寿命，降低输电线路运维成本。
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1.一种含Ni球墨铸铁材料，其特征在于，按质量百分比计包括以下组分：2.51％～2.53％的C、2.0％～2.6％的Si、0.14～0.15％的Mn、1.4％～8.1％的Ni、≤0.1％的P和≤0.02％的S，余量为Fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的含Ni球墨铸铁材料，其特征在于，Ni的含量为1.43％～8.07％。
3.一种如权利要求1或2所述的含Ni球墨铸铁材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的含Ni球墨铸铁材料的制备方法，其特征在于，S1中，所述快冷的速率≥50℃/s。
5.根据权利要求3所述的球墨铸铁材料的制备方法，其特征在于，S2中，所述退火处理的方法为：将球墨铸铁型材升温至950～1050℃，保温8～12h，然后，出炉空冷到室温。
6.根据权利要求3-5任一项所述的含Ni球墨铸铁材料的制备方法，其特征在于，S3中，所述再次升温处理为将含Ni球铁铸件或型材升温至950℃保温3h并水淬；所述回火处理为升温到500℃保温2h，空冷。
7.根据权利要求3所述的含
8.根据权利要求7所述的含Ni球墨铸铁材料的制备方法，其特征在于，所述石墨球的密度大于500/mm2，球径范围为25-40μm，球墨间距为50μm。
9.一种利用权利要求1或2所述的或权利要求3-8任一项所述的制备方法制备得到的含Ni球墨铸铁材料在制备连接金具制造件中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种含ni球墨铸铁材料，其特征在于，按质量百分比计包括以下组分：2.51％～2.53％的c、2.0％～2.6％的si、0.14～0.15％的mn、1.4％～8.1％的ni、≤0.1％的p和≤0.02％的s，余量为fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的含ni球墨铸铁材料，其特征在于，ni的含量为1.43％～8.07％。
3.一种如权利要求1或2所述的含ni球墨铸铁材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的含ni球墨铸铁材料的制备方法，其特征在于，s1中，所述快冷的速率≥50℃/s。
5.根据权利要求3所述的球墨铸铁材料的制备方法，其特征在于，s2中，所述退火处理的方法为：将球墨铸铁型材升温至950～1050℃，保温8～12h...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨岳清，杜宝帅，杨超，米春旭，蒋百铃，李辛庚，颜国君，杨波，张博颐，樊志彬，王晓明，闫风洁，李文静，吴亚平，王维娜，王倩，张李鹏，姚硕，王蝶，高智悦，朱耿增，田辉，于丰杰，闫芝成，舒圣程，
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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