[发明专利]用于制备白口铸铁的原料及制备方法和白口铸铁组织

说明书

技术领域

本发明涉及纳米共晶相白口铸铁的制备技术。

背景技术

白口铸铁是采矿、水泥工业、筑路、机械等工业中使用的重要金属材料。在白口铸铁的发展过程中，塑性的改善一直是备受关注的问题。高铬白口铸铁的发明被认为是一个突破，高铬白口铸铁中的碳化物形态发生了改变，使高铬铸铁的塑性与传统白口铸铁和镍硬铸铁相比有了很大的提高。然而，高铬白口铸铁依然是一种脆性材料而不能满足很多工作状况的需要。对于提高白口铸铁的塑性已做了很多研究，但结果都不是很理想。

发明内容

[0003] 本发明的目的是提供一种用于制备白口铸铁的原料及制备方法和白口铸铁组织。

本发明是用于制备白口铸铁的原料及制备方法和白口铸铁组织，用于制备白口铸铁的原料，为粉末状，按质量百分比计，其组分为：Fe₂O₃  50~60%，Al 15~20%， 石墨粉 2~3%，Si 1~2%, 余量为Fe。

白口铸铁的制备方法，其步骤为：

（1）按以上所述的原料组分称取反应物原材料；

（2）将称好的粉末在球磨机中混合8~16小时，然后将混合好的反应物料置于模具中并用压力机在30~60MPa的压力下压实，在其表面放上引燃剂；

（3）室温下用氩气吹扫反应容器排除其中的空气并加热，等到容器温度升至200℃时再次排气；

（4）通入 4~7MPa的氩气继续升高容器温度，当容器内温度达到260℃左右时引燃剂开始反应并释放出大量的热，引发反应物料间的反应，生成的产物在氩气保护下随炉冷却至室温制得白口铸铁材料。

所制备的白口铸铁的组织由渗碳体和片层状珠光体构成，珠光体层间距为100-250nm。

本发明工艺简单、成本低，环境污染小、材料质量好。所制备的白口铸铁中有纳米共晶相组织结构，既提高了材料的塑性，又保证了白口铸铁的强度。

通过金相光学显微镜、电子探针、扫描电镜、X射线衍射仪对所制备的白口铸铁进行组织表征。结果显示，材料主要由渗碳体和珠光体组成，珠光体为片层状珠光体，根据扫描电镜下白口铸铁的组织图片统计可得，珠光体的平均层间距为100-250nm，

本发明的室温力学性能如下表：

拉伸实验在岛津AT10t试验机上进行，最大载荷10t，拉伸和压缩速率均为0.2mm/min。白口铸铁的压缩和拉伸各测试3个试样，测出载荷位移曲线，根据载荷位移曲线数据计算出相应的应力和应变值，并求出其平均值。在设计拉伸试样时按照国家标准同比例缩小，标距l₀=17mm，lc=35mm，宽度=4mm，厚度=2mm。

表1.纳米共晶相白口铸铁的力学性能