[發明專利]一種生產QT450-10牌號球墨鑄鐵的化學成分

無效

• 申請號: 201210464041.7
• 申請日: 2012-11-19
• 公開（公告）號: CN103820699A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 黃光偉;朱昊
• 申請（專利權）人: 合肥江淮鑄造有限責任公司
• 主分類號: C22C37/04
• 分類號: C22C37/04;C22C37/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及QT450-10牌號球墨鑄鐵生產過程中，用于提高機械性能及組織均勻性所采用的一種新型化學成分配比。

背景技術

球墨鑄鐵自發明以來，一直致力于開發出高強度、高延伸率以及良好的切削加工性能的鑄件。傳統的球墨鑄鐵生產工藝，即，第一代球墨鑄鐵生產工藝Fe—C—Si三元合金系統相圖穩定凝固時，2％一3％的w(Si)量促進石墨析出，球鐵的力學性能從全鐵素體的低強度與高延展性結合，經過鐵素體+珠光體的中間態，到全珠光體的高強度與低延展性結合。由此可見，第一代球鐵是以組織強化(獲得較高份額的珠光體量)來達到高強度要求的。這種生產工藝的最大弊病是：以ISO?1083標準中的鐵素體型球鐵牌號QT450—10可說明第一代球鐵的主要缺點。該牌號具有中等強度和中等延展性的結合，其鐵素體和珠光體的比例對最初奧氏體基體局部冷卻速度十分敏感，也隨Mn和Cu這類珠光體穩定元素的含量而變化。這種對冷速和成分的敏感性使球墨鑄鐵的硬度很容易波動30-40個布氏單位，相應的強度和延展性也會變化。這種性能波動不但產生于鑄件的不同壁厚處，也產生于同批次不同鑄件的相同部位，不同批次的鑄件差異更大。因而，ISO?1083標準中QT450—10牌號球鐵的硬度允許范圍是160～210?HBW，如此大的硬度變化范圍消耗了公差余量，使得加工工藝優化幾成泡影。

發明內容

本發明提供一種新型的化學成分配比，解決了同一鑄件不同壁厚以及同一批次不同鑄件，硬度不均勻的缺點。

這種用于球墨鑄鐵生產的新型化學成分配比，其特征在于：使用w(Si)3.20％-3.50％，w(Mn)0.10％～0.30％，w(C)3.30％～3.50％的化學成分配比來生產QT450-10牌號的球墨鑄鐵。提高si含量，用si固溶強化鐵素體代替珠光體基體，可以改進力學性能和機加工性能，而不犧牲熱性能。隨著w(si)量增加，鐵素體球鐵的硬度稍有增加，硬度變化范圍急劇減小。當w(si)量變化保持在0.1％以內時，硬度變化范圍通常在5～10個布氏單位；每增加w(Si)量0.1％，斷裂伸長率降低0.323％，抗拉強度在平均值540?MPa處增加9.29?MPa，屈服強度在平均值400?MPa處增加13.8?MPa。w(Mn)量對鐵素體球鐵的影響可以與加(Si)量的影響比對。加(Mn)量每增加0.1％，使屈服強度增加7.4?MPa(僅有Si作用的一半)，對抗拉強度影響不大(下降0.8?MPa)；但增加Mn，斷裂伸長率下降的速度(每增0.1％，Aδ下降1.83％)是同量si的6倍。這意味著，高w(Si)量情況下，低水平的加(Mn)量不會導致珠光體析出，但盡管延展性在高水平上，Mn在后凝固部分的晶問區域偏析還是會對延展性有害。因而，加w(Mn)量上限為0.3％；w(Mn)量進一步降低，甚至低于0.2％，可能對延展性更有利。

生產時，使用中頻感應電爐熔化鐵水，將原鐵水的成分調整為w(Si)2.0％-2.3％，w(Mn)0.10％～0.30％，w(C)3.40％～3.60％，然后經過爐前球化孕育處理得到最終澆注產品的化學成分。

與現有技術相比，由于發明球墨鑄鐵化學成分配比解決了原生產工藝生產的鑄件硬度波動較大的問題，大大提高了產品的加工性能。另外，使用本實用新型技術生產的球墨鑄鐵產品有高的機械性能，能夠穩定生產QT450-10牌號的高質量球墨鑄鐵件。

具體實施方式

首先，依據QT540-10牌號具體產品的結構確定適合的化學成分、澆注溫度等參數。

使用中頻感應電爐熔煉鐵水，升溫到1450℃以上取樣檢測化學成分，將最終原鐵水化學成分調整到w(Si)2.0％-2.3％，w(Mn)0.10％～0.30％，w(C)3.40％～3.60％以后進行升溫出鐵水。出鐵水溫度控制在1490℃-1520℃，爐前使用凹坑法進行球化處理，然后再往澆注機轉包的過程中進行孕育處理，澆注的時候進行隨流孕育處理，孕育量0.1%。

采用這種化學成分配比方式，我們已進行了批量的生產，大大提高了我們所生產QT450-10牌號產品的機械性能及機加工性能。?