[发明专利]一种铸态超低温球墨铸铁及其生产方法

说明书

本发明属于铸造技术领域，主要涉及一种铸态超低温球墨铸铁及其生产方法，所述铸态超低温球墨铸铁中各成分的重量百分比含量包括：3.70％～3.90％的C，1.90％～2.10％的Si，≤0.10％的Mn，≤0.030％的P，≤0.012％的S，0.45％～0.55％的Ni，0.035％～0.055％的Mg，≤0.006％的Ce，≤0.03％的Cu，≤0.004％的Sn，≤0.0015％Pb，≤0.001％的Bi，≤0.002％的Sb，≤0.035％的Cr，≤0.002％的As，余量为Fe和杂质元素；所述铸态超低温球墨铸铁的珠光体系数Px＜2.0。本发明公开的铸态超低温球墨铸铁，无需进行铁素体化退火，铸态即可达到QT350‑22LT材质指标要求，‑60℃低温冲击韧性良好，简化生产工艺，降低生产能耗，质量稳定；使用硅镁合金球化剂搭配稀土球化剂进行球化处理，球化反应平稳，球化率高，具有石墨球圆整度高、石墨球细小等优点。

技术领域

本发明属于铸造技术领域，主要涉及一种铸态超低温球墨铸铁及其生产方法。

背景技术

球墨铸铁在低温环境使用时，其韧性急剧下降，使球墨铸铁转变为脆性材料，无法抵抗各种使用环境所产生的冲击，可能导致零件的突然脆断，从而引发重大的经济损失。对球墨铸铁的配料、球化、孕育处理工艺的改进可得到低温高韧性球墨铸铁。低温高韧性球墨铸铁主要用于寒冷地区的重要设备部件，如风电的轮毂、底座等构件，铁路及地铁配件，石油及石化配件等。

随着风电场的逐步开发，环境恶劣但风能资源丰富地区也要开发为风场，这就要求开发材质为QT350-22LT的超低温型球墨铸铁零部件。当温度降至-60℃时，冲击功随着温度下降的应变速率大幅度提高，故对基体组织中珠光体含量有更高的要求。就现有生产工艺而言，基体组织中珠光体含量控制不稳定，为达到材料-60℃冲击性能要求，一般需对铸件进行铁素体化退火处理，以消除铸件基体组织中的珠光体，这导致成本增加，运转周期增长，劳动生产率下降。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种铸态超低温球墨铸铁及其生产方法，不需要铁素体化退火，即可生产高强度、高韧性超低温球墨铸铁，铸态材料在-60℃具有高的冲击功。

为了达到上述目的，本发明技术方案如下：

一种铸态超低温球墨铸铁，化学成分按重量百分比含量计，包括：

3.70％～3.90％的C，1.90％～2.10％的Si，≤0.10％的Mn，≤0.030％的P，≤0.012％的S，0.45％～0.55％的Ni，0.035％～0.055％的Mg，≤0.006％的Ce，≤0.03％的Cu，≤0.004％的Sn，≤0.0015％Pb，≤0.001％的Bi，≤0.002％的Sb，≤0.035％的Cr，≤0.002％的As，余量为Fe和杂质元素；所述铸态超低温球墨铸铁的珠光体系数Px＜2.0；所述珠光体系数的计算公式为：

Px＝3.0Mn-2.65(Si-2.0)+7.75Cu+90Sn+357Pb+333Bi+20.1As+9.6Cr+71.7Sb。

优选地，所述铸态超低温球墨铸铁的珠光体系数Px＜1.7。

进一步地，所述铸态超低温球墨铸铁的Rm≥330MPa，Rp_0.2≥210MPa，A≥18％；V型缺口冲击试样的-60℃冲击吸收功单个值≥9J，平均值≥12J。

进一步地，所述铸态超低温球墨铸铁的球化率≥90％，石墨个数≥120个/mm²。

上述任意所述的铸态超低温球墨铸铁的生产方法，包括以下步骤：

熔炼，称取60％～70％高纯生铁、30％～40％低锰废钢，0.80％～1.00％增碳剂，0.60％～0.80％硅铁加入熔炼炉内熔化；

预处理，向熔炼炉内加入0.40％～0.60％的碳化硅；