[其他]具有奧氏體—貝氏體的球墨鑄鐵和制造方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 85102110
• 申請(qǐng)日: 1985-04-03
• 公開（公告）號(hào): CN85102110B
• 公開（公告）日: 1987-11-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周書范;王風(fēng)崗;盧鑒斯;劉樹臻;宋子龍;李鈿佩;高永錄;黃煥強(qiáng);紀(jì)人強(qiáng);薛元明;姚楷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鐵道部大連機(jī)車車輛工廠;大連鐵道學(xué)院
• 主分類號(hào): C22C37/04
• 分類號(hào): C22C37/04;C21D5/00
• 代理公司: 大連市專利服務(wù)中心
• 代理人: 高文成

本發(fā)明論述了把加入一定百分比的Ni、Mn、Mo、Cu、稀土元素的球墨鑄鐵加熱到奧氏體轉(zhuǎn)變溫度后，用強(qiáng)制空氣冷卻的方法獲得微觀組織為殘留奧氏體、粒狀貝氏體、上貝氏體、下貝氏體和球狀石墨的球墨鑄鐵及其制造方法。

公知的技術(shù)是把含有Mn、Mo、Cu合金元素的球墨鑄鐵加熱到奧氏體轉(zhuǎn)變溫度后保溫一段時(shí)間，再在370℃的鹽浴中等溫淬火，獲得奧氏體-貝氏體球墨鑄鐵，如美國專利3860457，Jan.41975。它的顯微組織是殘留奧氏體和貝氏體及球狀石墨相結(jié)合的基體，抗拉強(qiáng)度和延伸率有所提高，也增加了疲勞強(qiáng)度。

但是這種方法需要相當(dāng)于工件體積10倍以上的硝鹽液;鹽液常年加熱和保溫要消耗大量能量;硝鹽揮發(fā)的氣體有毒，造成環(huán)境污染;大量鹽液熱老化周期縮短，處理廢鹽液變得困難;由于處理時(shí)溫差大，熱應(yīng)力也大，對(duì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的構(gòu)件引起變形過大容易造成廢品，如對(duì)長3.37米重2×10⁴牛頓的曲軸等溫淬火，使直線度為6～9mm。

本發(fā)明的任務(wù)是提供一種含有一定合金元素的奧氏體-貝氏體球墨鑄鐵及其制造方法，從而消除了公知技術(shù)的缺點(diǎn)。

本發(fā)明所提供的制取奧氏體-貝氏體球墨鑄鐵的化學(xué)成份為：Mn＝0.3～0.8%、Mo＝0.3～0.8%、Cu＝1～1.5%、Ni＝1～2%、稀土元素＝0.001～0.03%、其它組分為常規(guī)含量，余量為Fe。

選擇Mn含量為0.3～0.8%的原則是：含量小于0.3%時(shí)容易生成鐵素體，大于0.8%時(shí)會(huì)使多余的Mn蓄集在晶團(tuán)界面上而使韌性下降。

含Mo的選擇原則是：促使貝氏體生成，又不能因?yàn)槌慷商蓟铮虼薓o含量為0.3～0.8%合適。

Ni含量為1～2%最佳，其目的是用本發(fā)明方法處理時(shí)，保證球墨鑄鐵整個(gè)截面能夠生成貝氏體，Ni含量超過2%會(huì)造成無意義的浪費(fèi)。

Cu對(duì)奧氏體-貝氏體球墨鑄鐵起穩(wěn)定作用，含量過多會(huì)破壞機(jī)械性能。

加入0.001～0.03%的稀土元素是為了使球鐵組織細(xì)化，有利于機(jī)械性能。

上述各元素含量的選擇還有一個(gè)綜合效果，就是使S曲線右移到一定位置以適應(yīng)本發(fā)明的冷卻曲線。甚至可使φ230mm的工件也容易在所有截面上生成奧氏體-貝氏體組織，又不損害球墨鑄鐵的性能。

本發(fā)明的另一個(gè)特點(diǎn)是把含Mn＝0.3～0.8%、Mo＝0.3～0.8%、Ni＝1～2%、Cu＝1～1.5%、稀土元素＝0.01～0.03%、其它組分為常規(guī)含量，余量為Fe的球墨鑄鐵在爐中加熱到奧氏體化溫度后保溫0.5～3小時(shí)，再移出爐外用可控制氣流以45～55℃/min的速率冷卻到550～590℃，改用10～40℃/min速率冷卻到300～320℃，在320～250℃的停留時(shí)間不少于90分鐘，然后空氣冷卻到室溫，再把球墨鑄鐵加熱到300～320℃，保溫2～3小時(shí)后空氣冷卻到室溫。使球墨鑄鐵具有65～75%的貝氏體，15～25%的奧氏體及10%的球狀石墨。

對(duì)比相同構(gòu)件，本發(fā)明的處理方法所具有的強(qiáng)度及延伸率與公知的等溫淬火方法要好或者相當(dāng);本發(fā)明所使用的設(shè)備大為簡化;節(jié)約了能源和資金;減少了污染;由于采用空氣冷卻使處理變得柔和，即使是結(jié)構(gòu)復(fù)雜件也不易變形過大而報(bào)廢。

附圖描述了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。

圖1是本發(fā)明熱處理的溫度-時(shí)間變化規(guī)律圖。

圖2是放大400倍的本發(fā)明實(shí)施例的微觀組織圖。

將含Ni＝1.6～1.8%、Nn＝0.4～0.5%、Mo＝0.4～0.5%、Cu＝1%、稀土元素＝0.006～0.01%其它組分為常規(guī)含量，余量為Fe的球墨鑄鐵曲軸（長3370mm，主軸頸224mm、內(nèi)孔φ80mm、重2×10⁴N）經(jīng)粗加工后放入加熱爐中以150～180℃/h的速率加熱到860～890℃，保溫3小時(shí)，出爐后放置在強(qiáng)制空氣流中（可以用風(fēng)扇），以48～50、48～52℃/min速率冷卻到550～590℃，減低氣流強(qiáng)度，以11～13℃/min的速率冷卻到300～320℃停止風(fēng)冷，在空氣中自由冷卻到室溫;再將曲軸加熱到300～320℃，保溫3小時(shí)，空氣冷卻到室溫。試驗(yàn)證明：處理后回火可使工件抗拉強(qiáng)度提高13～13%，沖擊韌性提高30%以上，延伸率也有增加。