[发明专利]一种低成本耐海水腐蚀球墨铸铁及其制备方法

说明书

本发明涉及一种耐海水腐蚀的低成本球墨铸铁及其制备方法，属于铸造合金技术领域。其化学成分：C：3.5〜3.9%，Si:2.3〜2.9%，Zn:0.5〜2.0%，Mn0.3%，S0.025%，P0.06%，Mg_残0.03〜0.05%，Re_残:0.02〜0.04%，其余为Fe。本发明采用价格低廉的工业废钢为主要原料生产球墨铸铁，出炉前加入含锌包芯线，用锌取代耐蚀球墨铸铁中镍等贵重金属，生产成本低，且节能环保。制备方法包括：（1）在中频电炉中加入原料熔炼为铁水，出炉前加入含锌包芯线，然后出炉；（2）对铁水球化、及孕育处理的同时进行净化处理；（3）进行浇注，即得球墨铸铁件。本发明所述制备出的球墨铸铁球化级别在1‑2级，球化率≧90%，铁素体含量≧90%，抗拉强度≧450MPa,伸长率≧10%，能够在海洋环境下正常工作，有益效果显著。

技术领域

本发明涉及球墨铸铁技术，具体地说是一种低成本耐海水腐蚀球墨铸铁及其制备方法。

背景技术

球墨铸铁具备铁的本质、钢的性能，是一种塑性、强度、耐腐蚀性、耐磨性较高的新型工程材料。我国是球墨铸铁产量最大的国家，年产量占世界年产总量的三分之一还多，生产的球墨铸铁铸件除要满足国内市场的需求外，还要出口到国外满足国际市场的需求。

目前球墨铸铁生产主要采用生铁，国内生铁，主要来自铁矿石冶炼，铁矿石属于不可再生资源，可利用的数量越来越少，直接使用生铁的成本不断增加，而废钢是可以再回收利用的，近年来，由于废钢价格远低于新生铁，废钢和生铁的主要区别是碳含量不同，如果我们通过给钢液增碳转化成铁液，可以节约生产成本，减少很多中间环节，将废钢应用于球墨铸铁生产是十分具有前景的。

海洋占地球总面积的70.9%，海水是含有多种盐类的天然电解质，常用的金属和合金如船舶的外壳和螺旋桨、海港码头的金属设施、海上采油及金属设施等，在海水中的腐蚀都十分严重。海水是含盐浓度很高的天然电解质，是腐蚀性非常强的介质之一。20世纪80年代，随着我国沿海造船工业、海水淡化、大型海上设备等的发展，以良好力学和物理性能、易于生产加工且价格低廉为特点的铸铁材料在海洋环境中的应用日益受到重视。

目前的球墨铸铁生产多注重其强度、韧性和延展性，其耐蚀能力有一定的不足，影响球墨铸铁的耐蚀性的因素主要有球墨铸铁的成分、基体组织、石墨形态、大小及数量等因素。在球墨铸铁中添加适量的合金元素，以达到提高铸铁基体电极电位的目的，促使铸铁的表面上生成致密且附着牢固的保护膜，或者降低腐蚀微电池阳极、阴极活性，都能够提高铸铁的耐蚀性；常规范围内的碳、锰、磷和硫等元素对铸铁的耐蚀性没有明显影响，但过高的含硫量会降低铸铁的耐蚀性。在球墨铸铁中加元素镍可使基体的腐蚀电位正向移动，从而降低基体和石墨之间的电位差，降低腐蚀电流，最终起到改善材料耐蚀性的作用；铁素体基体铸铁的耐腐蚀性能比珠光体基体铸铁的要好，铸铁基体中的珠光体越多，腐蚀就越严重。球状的石墨可以避免在铸铁表面出现沿片状石墨形成腐蚀通道，提高了球墨铸铁的耐海水蚀性能。通常在球墨铸铁中加入价格昂贵的镍、铬等合金元素，使得生产成本居高不下，因此，需要一种生产成本低、采产量丰富且容易获得的原材料，生产耐海水腐蚀球墨铸铁的方法。

发明内容

本发明的目的是针对现有问题，提供一种低成本耐海水腐蚀球墨铸铁及其制备方法。

本发明方案是通过以下技术方案实现的：

1. 一种低成本耐海水腐蚀的球墨铸铁，其特征在于，所述的球墨铸铁，其化学成分： C：3.5〜3.9%，Si：2.3〜2.9%，Zn：0.5〜2.0%，Mn0.3%，S0.025%，P0.06%，Mg_残：0.03〜0.05%，Re_残：0.02〜0.04%，其余为Fe。

2.一种低成本耐海水腐蚀的球墨铸铁的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）炉料配比由重量百分比为70〜90%的废钢和10〜30%的球墨铸铁的回炉料，增碳剂为废钢的3〜4%，以及调整成分用的硅铁合金、碳化硅、锌等材料。