一種高強度強韌性耐低溫鐵素體球墨鑄鐵的製作方法
2023-07-13 18:49:31 1
專利名稱：一種高強度強韌性耐低溫鐵素體球墨鑄鐵的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種球鐵材料，尤其涉及一種高強度強韌性耐低溫(-40°C )鐵素體球
墨鑄鐵。
背景技術：
風力是綠色可再生資源，作為21世紀的清潔能源，在過去的10年間世界風能發電總量以每年26%的速度增長，未來仍將會有較大的增長率，我國「十一五」規劃將「大功率風力發電機組」列為振興裝備製造業的主要內容。由於風電機組安裝於不同風場，不論是陸地還是海上，運行環境溫度變化大(工作環境溫度為-20°C 40°C，生存環境溫度不超過_40°C 50°C)。在風電組件中，輪轂、機架、底座等零部件，均由低溫球墨鑄鐵 製造而成，且要求具有耐低溫衝擊性能。耐低溫衝擊性能球墨鑄鐵的材料為我國為GB/T 25390-2010 中 _20°C條件下 QT400-18AL、_40°C條件下 QT350-22AL ;國外為EN1563 標準中-20°C條件下GJS-400-18U-LT、_40°C條件下GJS-350-22U-LT ;目前，國內外標準中只規定了 _20°C、_40°C條件的力學性能及對應的衝擊性能要求，即QT350-22AL材料的鑄件對應一 40±2°C低溫衝擊性能平均12 J (個別9J)以上；QT400-18AL材料的鑄件對應一20±2°C低溫衝擊性能平均12 J (個別9J)以上。但尚無QT400-18AL材料的鑄件在一40 ± 2°C時對低溫衝擊性能要求的標準，處於空白狀態。以下公開的中國專利CN 101497956 B「一種大斷面鐵素體球鐵及其製備工藝」，所述大斷面鐵素體球鐵的組分；C含量為3. 6 3. 9%，Si含量為I. 7 3. 0% ；Mn含量為0. I
0.4% ；mG含量為0. 035 0. 050% ；Sb含量為0. 002 0. 004% ；;雜質元素為P和S，控制雜質中的P含量< 0.040%，雜質中的S含量<0.015%，其餘為Fe。但其產生的效果是所生產的球鐵只能滿足QT400-18AL的力學性能和_20°C條件下低溫衝擊性能要求。公開的中國專利CN 100337770C「鑄態無Ni低溫球鐵鑄造大型高韌部件的方法」，所述的方法為1)低溫球鐵的配方是3. 6 3. 90%C, I. 7 3%Si，0. I 0. 4%Mn，不加鎳；Mg的殘餘含量0. 045 0. 07%之間，剩餘的是鐵和製備過程中產生的雜質，P低於0. 004% ；
2)上述含量鑄造球鐵的成分通過添加球化劑獲得；3)球化後鑄造工藝在1300°C至1380°C之間將所述液態混合物澆鑄到鑄型中；並使其在砂型中緩慢冷卻到400°C以下從鑄型中取出。成分中S低於0. 02%。其產生的效果是所述球鐵達到國際標準一 20°C和一 40°C的衝擊要求，但沒有明確的強度指標。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種鑄態(不熱處理)、無鎳合金化條件下，強度滿足QT400-18AL、一 40±2°C低溫衝擊性能可以穩定在平均12焦耳(個別9J)以上的新型高強度強韌性鐵素體球墨鑄鐵。本發明為解決上述技術問題而採用的技術方案是
一種高強度強韌性耐低溫鐵素體球墨鑄鐵，其組分的重量百分比如下C 3. 62 3. 80%, Si I. 90 2. 35%, Mn < 0. 20%,
RE 0. 007 0. 018%, Mg 0. 043 0. 060%, P < 0. 035%, S ≤ 0. 020%,
餘為鐵及其它雜質元素，雜質元素中控制Mo < 0. 010%, Ti < 0. 025%,
其中矽碳比為Si/C=0. 50 0. 63。本發明的高強度強韌性耐低溫鐵素體球墨鑄鐵澆注獲得的鑄件其力學性能指標如下表
權利要求
1. 一種高強度強韌性耐低溫鐵素體球墨鑄鐵，其特徵在於其組分的重量百分比如下C 3. 62 3. 80%, Si I. 90 2. 35%, Mn < 0. 20%,RE 0. 007 0. 018%, Mg 0. 043 0. 060%, P < 0. 035%, S 彡 0. 020%,餘為鐵及其它雜質元素，雜質元素中控制Mo < 0. 010%, Ti < 0. 025%,其中矽碳比為Si/C=0. 50 0. 63。
全文摘要
本發明公開了一種高強度強韌性耐低溫鐵素體球墨鑄鐵，其組分的重量百分比如下C3.62～3.80%，Si1.90～2.35%，Mn＜0.20%，RE0.007～0.018%，Mg0.043～0.060%，P＜0.035%，S≤0.020%，餘為鐵及其它雜質元素，雜質元素中控制Mo＜0.010%，Ti＜0.025%，其中矽碳比為Si/C=0.50～0.63。本發明通過大量的試驗和研究獲得合理地控制矽碳比也能夠確保低溫球鐵既能獲得較高的拉伸強度和屈服強度、又能保證-40℃的低溫衝擊韌性，在發揮矽強化金屬基體的作用的同時獲得理想的低溫衝擊韌性，既滿足了性能要求又大大降低了成本。
文檔編號C22C37/10GK102703802SQ20121018799
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月8日 優先權日2012年6月8日
發明者吳鐵明, 張偉, 徐德民, 蔣毓良 申請人:上海宏鋼電站設備鑄鍛有限公司