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一種合金球鐵的制作方法

文檔序號:3406817閱讀:691來源:國知局
專利名稱:一種合金球鐵的制作方法
技術領域
本發(fā)明涉及一種新的合金球鐵鑄造技術。
背景技術
上個世紀50年代后期,美國福特公司曾在球鐵中加入0.1%Cr,同時加入0.2%Cu和0.1%Ni,用于生產(chǎn)汽車、拖拉機曲軸。性能為σb=550-650Mpa,δ=3-5%,HB=220-260。前蘇聯(lián)也曾在一些汽車、拖拉機曲軸、殼體等球鐵鑄件,加入鉻和其它合金元素,鉻量為0.15-0.3%,需長時高溫熱處理,參考文獻《Н.И.КЛОЧНЕВ.ТЕХНОЛОТИЯ ПРОИЗВОДСТВА ОТЛИВОК из высокопрочногочугуна с шаровидным графитом.》МАШГИз.1962107,119-120,121。
《И.ф.КРТОВ Н.П.ЧИАГОВА.Эвтектичностькак фактор технологичности икачества магниевогочугуна.》Литейноепроизводсто.1958(4)3,性能相當于我國的QT600-2。60年代初,前蘇聯(lián)的權威著作《А.А.ГОРШКОВ.СПРАВОЧНИК ПО ИЗГОТОВЛЕНИЮ ОТЛИВОЙИЗ ВЫСОКОПРОЧНОГОЧУГУНА》.МАШГИЗ.196157-58;首先把鉻看成是球鐵的有害元素,指出“鉻量在0.05%時,將顯著破壞石墨形態(tài),而當含量達0.1%時,將完全破壞石墨形態(tài)”。之后在漫長的時間里,國內(nèi)外許多甚享盛名的專家和著作,對鉻均持否定態(tài)度。他們認為鉻是強的(或強烈)的碳化形成和穩(wěn)定元素,在球鐵中形成穩(wěn)定的硬且脆的碳化物,即使在長期高溫下也很難將其消除,惡化球鐵的物理性能和加工性能,因此必須把鉻在球鐵中的含量嚴格控制在0.05%以下。參考文獻如下《S.I.KARSAY.DUCTILEIRON.》(Revised in 1976 the State of the Art 1976 S.I Karsay
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發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明一種合金球鐵針對現(xiàn)有的鉻是球鐵有害元素理論,通過多年的研究和實踐,提出新的結論鉻是球鐵十分有利的元素,加入一定量的鉻元素可以遠遠高于以前理論要求的0.05%以下。本發(fā)明一種合金球鐵的鉻含量為ω(Cr=0.15~0.5%)。成分的選定有較大的空間,應根據(jù)產(chǎn)品對象和現(xiàn)場條件的綜合因素進行調(diào)配;在大量試驗數(shù)據(jù)的基礎上,應用統(tǒng)計學原理求得的對應于綜合指數(shù)的珠光體量P(%)的回歸方程P(%)=aEXP^(bZs)(r=0.98)。本發(fā)明一種合金球鐵的鉻鑄態(tài)球鐵工藝之所以能獲成功,是由于球鐵各成分的合理配備和隨流孕育(后孕育)技術的應用;以適量比例的以鉻為合金化元素的鑄態(tài)球鐵,不但生產(chǎn)成本較低,且疲勞性能超群,鑄造性能甚佳。適于熔化(煉)珠光體基體、混合基體的鑄態(tài)球鐵,可取代以其它貴金屬(Cu、Ni、Sn等)為合金化元素的球鐵、取代某些鑄鋼、鍛鋼制作機械、冶金、汽車等結構件,經(jīng)濟效果甚好。在鉻鑄態(tài)球鐵的基礎上,進行某些強化時,可取代高強度合金鋼制造高爆發(fā)力的大馬力曲軸。


圖1經(jīng)隨流孕育處理的球鐵金相組織。
圖2未作隨流孕育處理的球鐵金相組織。
圖3珠光體量P(%)與綜合應素指數(shù)ZS的關系
具體實施例方式本發(fā)明一種合金球鐵的球鐵成分日趨合理;稀土(Ce)的應用;隨流孕育(后孕育)技術的應用的前提下;可使鉻鑄態(tài)球鐵獲得成功,如圖1,圖2所示同一包,同一成分的鐵水,一前一后澆鑄的兩個試塊。前者經(jīng)隨流孕育處理,后者未作隨流孕育處理,前者金相組織甚好,后者出現(xiàn)甚多的來氏體和滲碳體,可知隨流孕育處理的重要性。以適量比例的鉻為合金化元素的鑄態(tài)球鐵,處理工藝與傳統(tǒng)的相同。鉻鑄態(tài)球鐵的主要成分為ω(C=3.4~4.0%);ω(Si原=0.9~1.4%);ω(Si終=1.7~2.8%);ω(Mn<0.5%);ω(P<0.07);ω(S原<0.05%);ω(S殘<0.025%);ω(Cr=0.2~0.5%);ω(Ce=0.015~0.04%);ω(Mg=0.035~0.06%)。成分的選定有較大的空間,應根據(jù)產(chǎn)品對象和現(xiàn)場條件的綜合因素進行調(diào)配;在大量試驗數(shù)據(jù)的基礎上,應用統(tǒng)計學原理求得的對應于綜合指數(shù)的珠光體量P(%)的回歸方程P(%)=aEXP^(bZs)(r=0.98)。珠光體量P(%)與綜合應素指數(shù)ZS的關系可見圖3。所謂綜合指數(shù)(Zs)是包括成分、工藝、生產(chǎn)條件等因素的綜合量化值(無量綱數(shù)),由大量試驗求得。綜合指數(shù)與球鐵的珠光體量(%)顯著相關。根據(jù)此回歸方程(曲線),就可根據(jù)鑄件珠光體要求求得綜合指數(shù),據(jù)此再進行成分調(diào)整,以獲得滿意的結果。
權利要求
1.一種合金球鐵的特征在于,鉻是球鐵十分有利的元素,加入一定量的鉻元素可以遠高于以前理論要求的0.05%以下,在隨流孕育(后孕育)技術應用的前提下;所述一種合金球鐵的鉻含量可以為ω(Cr=0.15~0.5%)。
全文摘要
一種合金球鐵針對現(xiàn)有的鉻是球鐵有害元素理論,通過多年的研究和實踐,提出新的結論鉻是球鐵十分有利的元素,加入一定量的鉻元素可以遠遠高于以前理論要求的0.05%以下;本發(fā)明一種合金球鐵的鉻含量為ω(Cr=0.15~0.5%);本發(fā)明一種合金球鐵的鉻鑄態(tài)球鐵工藝之所以能獲成功,得益于球鐵各成分的合理配備和隨流孕育(后孕育)技術的應用;以適量比例的以鉻為合金化元素的鑄態(tài)球鐵,不但生產(chǎn)成本較低,且疲勞性能超群,鑄造性能甚佳。
文檔編號C22C37/00GK101029368SQ200710051739
公開日2007年9月5日 申請日期2007年3月23日 優(yōu)先權日2007年3月23日
發(fā)明者饒群章, 張元好, 曾大新, 何漢軍, 李懷君 申請人:湖北汽車工業(yè)學院
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