球墨鑄鐵材料、包含其的組合物和承載鞍及球墨鑄鐵的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及合金材料領(lǐng)域，具體而言，設(shè)及一種球墨鑄鐵材料、包含其的組合物和 承載鞍及球墨鑄鐵的制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著鐵路運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展，重載、快捷成為鐵路貨運(yùn)發(fā)展的兩大趨勢。目前世界鐵 路貨車已發(fā)展到45噸軸重，機(jī)車牽引總重量高達(dá)3.8萬噸，且其運(yùn)行工況非常惡劣，運(yùn)對鐵 路貨車的零部件制造質(zhì)量提出了更高的要求。承載鞍作為鐵路貨車轉(zhuǎn)向架的關(guān)鍵零部件之 一，正常工作時，被安裝在貨車的滾動軸承和側(cè)架的導(dǎo)框之間，起著連接軸承與側(cè)架、定位 和傳遞各種載荷的作用，承受載荷較大，因此對其制造質(zhì)量要求較高。目前，有些客戶對其 采購的承載鞍提出了新的標(biāo)準(zhǔn)要求，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定承載鞍材質(zhì)由原有的鑄鋼改為球墨鑄鐵，力 學(xué)性能符合表1的要求。
[0003] 表1承載鞍球墨鑄鐵力學(xué)性能(基爾試棒）
[0004]
[0005] 球墨鑄鐵是指鐵液在凝固過程中碳W球型石墨析出的鑄鐵，是20世紀(jì)五十年代發(fā) 展起來的一種高強(qiáng)度鑄鐵材料，其綜合性能接近于鋼，正是基于其優(yōu)異的性能，已成功地用 于鑄造一些受力復(fù)雜，強(qiáng)度、初性、耐磨性要求較高的零件。我國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1348《球墨鑄 鐵件》中球墨鑄鐵力學(xué)性能如表1所示，由此可見我國現(xiàn)有球墨鑄鐵材料無法滿足承載鞍新 標(biāo)準(zhǔn)的要求。
[0006] 表1國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1348中球墨鑄鐵力學(xué)性能
[0007]


【發(fā)明內(nèi)容】

[000引本發(fā)明的主要目的在于提供一種球墨鑄鐵材料、包含其的組合物和承載鞍及球墨 鑄鐵的制作方法，W解決現(xiàn)有技術(shù)中的球墨鑄鐵材料不能滿足承載鞍標(biāo)準(zhǔn)要求的問題。
[0009] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種球墨鑄鐵材料，W重量百 分含量計(jì)，該球墨鑄鐵材料包括:3.35~3.81 %的C、2.35~2.75%的Si、0.35~0.85 %的 Mn、0.30~0.56%的Cu、< 0.05%的P、< 0.05%的SW及余量的鐵和不可避免的雜質(zhì)。
[0010] 進(jìn)一步地，上述球墨鑄鐵材料包括:3.45~3.75 %的C、2.45~2.70 %的Si、0.45~ 0.75%的Mn、0.35~0.50%的Cu、<0.05%的P、<0.05%的SW及余量的鐵和不可避免的雜 質(zhì)。
[0011] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種球墨鑄鐵組合物，包括 球墨鑄鐵材料、球化劑和孕育劑，該球墨鑄鐵材料為上述的球墨鑄鐵材料。
[0012] 進(jìn)一步地，上述球化劑、孕育劑和球墨鑄鐵材料的重量比為1~3:0.5~2:100。
[0013] 進(jìn)一步地，上述球化劑為稀±儀球化劑，W重量百分含量計(jì)，稀±儀球化劑包括： 1.5~2.5%的RE且不含 1.5%、5.5~6.5%的Mg且不含5.5%、<48.0%的Si、1.0~4.0%的 化、<1.0%的A1、<0.5%的TiW及其他不可避免的雜質(zhì)。
[0014] 進(jìn)一步地，W重量百分含量計(jì)，上述孕育劑包括：含0.20%的C、72.0~80.0%的 Si、<0.50%的Μη、< 0.040%的P、< 0.020%的S、<0.50%的CrW及余量的鐵和不可避免 的雜質(zhì)。
[0015] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，提供了一種承載鞍，該承載鞍由上 述的球墨鑄鐵組合物制作而成。
[0016] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，提供了一種球墨鑄鐵的制作方法， 該制作方法采用上述的球墨鑄鐵組合物為原料，制作方法包括:步驟S1，將球墨鑄鐵材料進(jìn) 行烙煉，得到鐵水;步驟S2，在球化劑和孕育劑的作用下將鐵水進(jìn)行球化和孕育;步驟S3，將 球化和孕育后的鐵水進(jìn)行誘鑄，得到球墨鑄鐵。
[0017] 進(jìn)一步地，上述烙煉的出爐溫度為1450~1500°C。
[001引進(jìn)一步地，上述步驟S2包括:采用球化劑和重量百分含量為球墨鑄鐵組合物的0.7 ~1.2%的孕育劑進(jìn)行包底球化和第一次孕育;球化和第一次孕育完成后，采用剩余的孕育 劑進(jìn)行第二次孕育。
[0019] 進(jìn)一步地，上述步驟S3在1350~1400°C下進(jìn)行誘鑄。
[0020] 進(jìn)一步地，上述步驟S3還包括在誘鑄后進(jìn)行落砂的過程，且在環(huán)境溫度5°CW下落 砂時間為2.5~化或在環(huán)境溫度大于5°C時落砂時間為1.5~化。
[0021] 應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，采用具有上述組成的球墨鑄鐵材料制作的球墨鑄鐵的屈 服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和伸長率能達(dá)到上述表1中的標(biāo)準(zhǔn)要求，因此可W用來制作承載鞍。上述 球墨鑄鐵材料的各化學(xué)元素的含量控制在合理范圍內(nèi)，從而相互之間形成協(xié)同作用，使得 球墨鑄鐵的基體組織為鐵素體和珠光體混合組織，珠光體含量較高，宏觀表現(xiàn)為具有較高 強(qiáng)度、硬度，同時兼具良好的塑性。具體為:珠光體的機(jī)械性能介于鐵素體和滲碳體之間，由 于其含量較高使得球墨鑄鐵具有適中的強(qiáng)度、硬度;而鐵素體塑性較好，但較多時對強(qiáng)度、 硬度性能損失較大，本申請的鐵素體含量相對較少，因此能使球墨鑄鐵保持相對高的強(qiáng)度 和硬度。
【附圖說明】
[0022] 構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示 意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：
[0023] 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1的石墨球金相組織圖；
[0024] 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1的基體金相組織圖；
[0025] 圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的對比例1的石墨球金相組織圖；W及 [00%]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的對比例1的基體金相組織圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可W相 互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0028] 如【背景技術(shù)】所記載的，現(xiàn)有的球墨鑄鐵的力學(xué)性能不能滿足承載鞍的要求，為了 解決該問題，在本申請一種典型的實(shí)施方式中，提供了一種球墨鑄鐵材料，W重量百分含量 計(jì)，球墨鑄鐵材料包括:3.35~3.81 %的C、2.35~2.75%的Si、0.35~0.85%的Mn、0.30~ 0.56%的化、含0.05%的P、<0.05%的SW及余量的鐵和不可避免的雜質(zhì)。
[0029] 采用具有上述組成的球墨鑄鐵材料制作的球墨鑄鐵的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和伸長 率能達(dá)到上述表1中的標(biāo)準(zhǔn)要求，因此可W用來制作承載鞍。上述球墨鑄鐵材料的各化學(xué)元 素的含量控制在合理范圍內(nèi)，從而相互之間形成協(xié)同作用，使得球墨鑄鐵的基體組織為鐵 素體和珠光體混合組織，珠光體含量較高，宏觀表現(xiàn)為具有較高強(qiáng)度、硬度，同時兼具良好 的塑性。具體為:珠光體的機(jī)械性能介于鐵素體和滲碳體之間，由于其含量較高使得球墨鑄 鐵具有適中的強(qiáng)度、硬度;而鐵素體塑性較好，但較多時對強(qiáng)度、硬度性能損失較大，本申請 的鐵素體含量相對較少，因此能使球墨鑄鐵保持相對高的強(qiáng)度和硬度。W下對各元素的作 用W及相互之間的協(xié)同作用進(jìn)行分析。
[0030] C元素:C元素含量高，析出的石墨數(shù)量多，石墨球數(shù)多，球徑尺寸小，圓整度增加。 因此提高含碳量可W減小縮孔體積，減少縮松面積，可使鑄件致密;但是，含碳量過高，降低 縮松的作用不明顯，反而會出現(xiàn)嚴(yán)重的石墨漂浮。本申請發(fā)明人在C含量對球墨鑄鐵的力學(xué) 性能的影響進(jìn)行研究時發(fā)現(xiàn):對鑄態(tài)球墨鑄鐵來說，增加 C含量可W減少游離滲碳體;C含量 接近3.0 %時，滲碳體消失;C含量超過3.0