[發明專利]高珠光體高韌性球墨鑄鐵

有效

• 申請號: 201710652148.7
• 申請日: 2017-08-02
• 公開（公告）號: CN107287497B
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發明（設計）人: 張立安;魏明軍
• 申請（專利權）人: 馬鞍山市萬鑫鑄造有限公司
• 主分類號: C22C37/10
• 分類號: C22C37/10;C22C37/08;C22C37/04;C21D1/30;C21D1/10;C21D5/00;C23C8/32
• 代理公司: 上海精晟知識產權代理有限公司 31253
• 代理人: 馮子玲

本發明公開了高珠光體高韌性球墨鑄鐵，涉及球墨鑄鐵技術領域。包括各成分的重量百分比如下：C：3.3～3.4％，Si：2.1～2.6％，Mn：0.3～0.6％；Al：3.5～4.5％，Bi：1.5～2.5％，Mo：1.3～2.5％，Cu：0.4～0.8％，Cr：2.63～3.92％，Zr：0.63～0.92％、Ba：1.63～1.92％，Mg：0.06～0.09％，Ni：0.17～0.73％，V：0.032～0.081％，Zn：0.12～0.21％，As：0.012～0.021％，Re：0.03～0.05％，P＜0.06，S＜0.02，其余為Fe。本發明經過處理后球墨鑄鐵件表面硬度可達900HV，脆性2級。低溫氣體碳氮共滲同樣可以明顯提高球墨鑄鐵件表面的硬度和耐磨性，共滲溫度一般為530～570℃；在球墨鑄鐵件表面獲得非常高的硬度而心部仍保持一定韌性，具有較好的綜合力學性能。

技術領域

本發明屬于球墨鑄鐵技術領域，特別是涉及高珠光體高韌性球墨鑄鐵。

背景技術

珠光體球墨鑄鐵(Pearlite heat-resisting steel)基體組織中珠光體占80％以上的球墨鑄鐵(簡稱球鐵)。中國國家標準中QT600-2，QT700—2，QT800-2三種牌號球鐵屬于這一類型。這類球鐵通常采用正火處理獲得，也可用加入合金元素并配合工藝措施獲得。主要用于制造要求強度較高，具有一定疲勞強度和耐磨性能的零件，如柴油機曲軸、連桿等。

基體組織中珠光體占80％以上的球墨鑄鐵(簡稱球鐵)。這類球鐵通常采用正火處理獲得，也可用加入合金元素并配合工藝措施獲得。主要用于制造要求強度較高，具有一定疲勞強度和耐磨性能的零件，如柴油機曲軸、連桿等。

石墨的形態和金屈基體組織對其韌性有很大的影響。(1)石墨形態的影響。在金屬基體組織合格條件下，石墨形態對仲長率和沖擊值影響極大，片狀石墨嚴重割裂了金屬基體，其尖角處應力集中，因此片狀石墨鑄鐵呈脆性，沖擊值很低，強度被大大削弱；而球墨鑄鐵不同，只要集體組織合格，球化率越高則韌性越好。(2)基體組織的影響。珠光體球鐵的集體組織以珠光體為主，余為鐵素體。滲碳體和磷共晶是有害組織，一般控制在3％和1％以下。鐵素體含景越高，則韌性越好；珠光體含景越高，強度和硬度就越高。

發明內容

本發明的目的在于提供高珠光體高韌性球墨鑄鐵，通過經過處理后球墨鑄鐵件表面硬度可達900HV，脆性2級，低溫氣體碳氮共滲同樣可以明顯提高球墨鑄鐵件表面的硬度和耐磨性，共滲溫度一般為530～570℃；在球墨鑄鐵件表面獲得非常高的硬度而心部仍保持一定韌性，具有較好的綜合力學性能。

本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明為高珠光體高韌性球墨鑄鐵，各成分的重量百分比如下：C：3.3～3.4％，Si：2.1～2.6％，Mn：0.3～0.6％；Al：3.5～4.5％，Bi：1.5～2.5％，Mo：1.3～2.5％，Cu：0.4～0.8％，Cr：2.63～3.92％，Zr：0.63～0.92％、Ba：1.63～1.92％，Mg：0.06～0.09％，Ni：0.17～0.73％，V：0.032～0.081％，Zn：0.12～0.21％，As：0.012～0.021％，Re：0.03～0.05％，P＜0.06，S＜0.02，其余為Fe。

高珠光體高韌性球墨鑄鐵的表面處理工藝，包括如下過程：

SS01球墨鑄鐵進行退火消除應力；

SS02完成SS01步驟后，進行氮基氣體軟氮化與高頻淬火復合熱處理；

氣體軟氮化工藝如下：處理溫度560℃～580℃，處理時間1.8h～2.8h，氣體為N₂+NH₃+CO₂；冷卻條件：氣冷；

氣體軟氮化后的高頻淬火工藝：處理溫度160℃～280℃×2.8h～3.8h；