[其他]具有奧氏體—貝氏體的球墨鑄鐵和制造方法

無效

• 申請號: 85102110
• 申請日: 1985-04-03
• 公開（公告）號: CN85102110B
• 公開（公告）日: 1987-11-04
• 發明（設計）人: 周書范;王風崗;盧鑒斯;劉樹臻;宋子龍;李鈿佩;高永錄;黃煥強;紀人強;薛元明;姚楷
• 申請（專利權）人: 鐵道部大連機車車輛工廠;大連鐵道學院
• 主分類號: C22C37/04
• 分類號: C22C37/04;C21D5/00
• 代理公司: 大連市專利服務中心
• 代理人: 高文成

本發明論述了把加入一定百分比的Ni、Mn、Mo、Cu、稀土元素的球墨鑄鐵加熱到奧氏體轉變溫度后，用強制空氣冷卻的方法獲得微觀組織為殘留奧氏體、粒狀貝氏體、上貝氏體、下貝氏體和球狀石墨的球墨鑄鐵及其制造方法。

公知的技術是把含有Mn、Mo、Cu合金元素的球墨鑄鐵加熱到奧氏體轉變溫度后保溫一段時間，再在370℃的鹽浴中等溫淬火，獲得奧氏體-貝氏體球墨鑄鐵，如美國專利3860457，Jan.41975。它的顯微組織是殘留奧氏體和貝氏體及球狀石墨相結合的基體，抗拉強度和延伸率有所提高，也增加了疲勞強度。

但是這種方法需要相當于工件體積10倍以上的硝鹽液;鹽液常年加熱和保溫要消耗大量能量;硝鹽揮發的氣體有毒，造成環境污染;大量鹽液熱老化周期縮短，處理廢鹽液變得困難;由于處理時溫差大，熱應力也大，對結構復雜的構件引起變形過大容易造成廢品，如對長3.37米重2×10⁴牛頓的曲軸等溫淬火，使直線度為6～9mm。

本發明的任務是提供一種含有一定合金元素的奧氏體-貝氏體球墨鑄鐵及其制造方法，從而消除了公知技術的缺點。

本發明所提供的制取奧氏體-貝氏體球墨鑄鐵的化學成份為：Mn＝0.3～0.8%、Mo＝0.3～0.8%、Cu＝1～1.5%、Ni＝1～2%、稀土元素＝0.001～0.03%、其它組分為常規含量，余量為Fe。

選擇Mn含量為0.3～0.8%的原則是：含量小于0.3%時容易生成鐵素體，大于0.8%時會使多余的Mn蓄集在晶團界面上而使韌性下降。

含Mo的選擇原則是：促使貝氏體生成，又不能因為超量而生成碳化物，因此Mo含量為0.3～0.8%合適。

Ni含量為1～2%最佳，其目的是用本發明方法處理時，保證球墨鑄鐵整個截面能夠生成貝氏體，Ni含量超過2%會造成無意義的浪費。

Cu對奧氏體-貝氏體球墨鑄鐵起穩定作用，含量過多會破壞機械性能。

加入0.001～0.03%的稀土元素是為了使球鐵組織細化，有利于機械性能。

上述各元素含量的選擇還有一個綜合效果，就是使S曲線右移到一定位置以適應本發明的冷卻曲線。甚至可使φ230mm的工件也容易在所有截面上生成奧氏體-貝氏體組織，又不損害球墨鑄鐵的性能。

本發明的另一個特點是把含Mn＝0.3～0.8%、Mo＝0.3～0.8%、Ni＝1～2%、Cu＝1～1.5%、稀土元素＝0.01～0.03%、其它組分為常規含量，余量為Fe的球墨鑄鐵在爐中加熱到奧氏體化溫度后保溫0.5～3小時，再移出爐外用可控制氣流以45～55℃/min的速率冷卻到550～590℃，改用10～40℃/min速率冷卻到300～320℃，在320～250℃的停留時間不少于90分鐘，然后空氣冷卻到室溫，再把球墨鑄鐵加熱到300～320℃，保溫2～3小時后空氣冷卻到室溫。使球墨鑄鐵具有65～75%的貝氏體，15～25%的奧氏體及10%的球狀石墨。

對比相同構件，本發明的處理方法所具有的強度及延伸率與公知的等溫淬火方法要好或者相當;本發明所使用的設備大為簡化;節約了能源和資金;減少了污染;由于采用空氣冷卻使處理變得柔和，即使是結構復雜件也不易變形過大而報廢。

附圖描述了本發明的一個實施例。

圖1是本發明熱處理的溫度-時間變化規律圖。

圖2是放大400倍的本發明實施例的微觀組織圖。

將含Ni＝1.6～1.8%、Nn＝0.4～0.5%、Mo＝0.4～0.5%、Cu＝1%、稀土元素＝0.006～0.01%其它組分為常規含量，余量為Fe的球墨鑄鐵曲軸（長3370mm，主軸頸224mm、內孔φ80mm、重2×10⁴N）經粗加工后放入加熱爐中以150～180℃/h的速率加熱到860～890℃，保溫3小時，出爐后放置在強制空氣流中（可以用風扇），以48～50、48～52℃/min速率冷卻到550～590℃，減低氣流強度，以11～13℃/min的速率冷卻到300～320℃停止風冷，在空氣中自由冷卻到室溫;再將曲軸加熱到300～320℃，保溫3小時，空氣冷卻到室溫。試驗證明：處理后回火可使工件抗拉強度提高13～13%，沖擊韌性提高30%以上，延伸率也有增加。