本發(fā)明涉及金屬材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高強蠕墨鑄鐵板材的制備方法。

背景技術(shù)：

在金屬材料強韌化方法中，熱處理是其中最為常用，且非常重要的一種方法。對于鑄態(tài)蠕墨鑄鐵，適當(dāng)?shù)臒崽幚砉に囃瑯涌梢酝ㄟ^改變其顯微組織從而達到改善其力學(xué)性能的目的，如正火熱處理可以提高蠕墨鑄鐵的強度，而退火熱處理可以改善蠕墨鑄鐵的延性等，從而能擴大其工程應(yīng)用范圍。

目前，傳統(tǒng)的蠕墨鑄鐵的熱處理工藝主要包括淬火、正火、退火以及回火等工藝。這些熱處理工藝及其組合應(yīng)用可以滿足大多數(shù)的蠕墨鑄鐵力學(xué)性能需求。然而，當(dāng)鑄態(tài)蠕墨鑄鐵為板狀結(jié)構(gòu)時，采用傳統(tǒng)的正火工藝會導(dǎo)致蠕墨鑄鐵冷速過快而出現(xiàn)脆化。這樣的熱處理工藝顯然難以滿足薄板蠕墨鑄鐵強韌化需求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服蠕墨鑄鐵板材采用傳統(tǒng)正火工藝產(chǎn)生脆化的問題，本發(fā)明提供了一種高強蠕墨鑄鐵板材的制備方法，通過對鑄態(tài)蠕墨鑄鐵板材采用等溫正火熱處理方法，不僅可以實現(xiàn)傳統(tǒng)正火工藝對蠕墨鑄鐵板材的強化作用，同時可以避免其脆化作用。所述蠕墨鑄鐵板材是指厚度不小于8mm的板狀蠕墨鑄鐵。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種高強蠕墨鑄鐵板材的制備方法，該方法是以鑄態(tài)蠕墨鑄鐵板材為基材，采用等溫正火熱處理工藝后，制得高強蠕墨鑄鐵板材；所述等溫正火熱處理工藝包括如下步驟：

(1)奧氏體化處理：將鑄態(tài)蠕墨鑄鐵樣品加熱至奧氏體區(qū)進行奧氏體化處理，至基體組織完全奧氏體化；

(2)將經(jīng)步驟(1)進行奧氏體化處理后的樣品取出，快速冷卻至上貝氏體轉(zhuǎn)變溫度的上限；

(3)保溫處理：將樣品放至設(shè)定溫度的爐中進行保溫，保溫時間視樣品的成分和尺寸而定，目的在于促進奧氏體快速向珠光體轉(zhuǎn)變，同時抑制鐵素體的形成；

(4)經(jīng)步驟(3)保溫處理后，將樣品取出并空冷至室溫，即獲得所述高強蠕墨鑄鐵板材。

上述步驟(1)中，所述奧氏體化處理中，優(yōu)選將鑄態(tài)蠕墨鑄鐵樣品加熱至920～980℃，保溫時間視樣品成分和尺寸而定，優(yōu)選的保溫時間1～3h。

上述步驟(2)中，所述上貝氏體轉(zhuǎn)變溫度的上限優(yōu)選為600～620℃。

上述步驟(2)中，所述快速冷卻的方式為空冷，冷卻速率優(yōu)選為10℃/s。

上述步驟(3)中，爐內(nèi)溫度預(yù)先設(shè)定為所述上貝氏體轉(zhuǎn)變溫度的上限，即600～620℃；保溫時間優(yōu)選為2～5min。

本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果如下：

1、針對蠕墨鑄鐵板材采用傳統(tǒng)正火工藝脆化的問題，本發(fā)明采用等溫正火熱處理工藝在能夠保證蠕墨鑄鐵強化效果的同時，保持有一定的延性，不會脆化。

2、本發(fā)明工藝操作簡單，有效降低成本，強化效果明顯，還適用于其他鑄鐵，可以在工程應(yīng)用中廣泛推廣。

附圖說明

圖1是傳統(tǒng)正火態(tài)rut300板材的工程應(yīng)力應(yīng)變曲線。

圖2是本發(fā)明等溫正火態(tài)rut300板材的工程應(yīng)力應(yīng)變曲線。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明進一步說明。

對比例1：

本例是對100mm×28mm×8mm(長×寬×厚)的鑄態(tài)rut300薄板進行傳統(tǒng)正火熱處理，熱處理過程如下：

第一，將100mm×28mm×8mm厚的鑄態(tài)rut300薄板加熱至960℃，保溫1h。

第二，取出薄板樣品進行空冷至室溫。

圖1是傳統(tǒng)正火態(tài)rut300薄板的工程應(yīng)力應(yīng)變曲線；對比例1中采用傳統(tǒng)正火熱處理工藝后蠕墨鑄鐵薄板的抗拉強度為355mpa，斷后伸長率為0.09％。

實施例1：

本實施例是對100mm×28mm×8mm(長×寬×厚)的鑄態(tài)rut300薄板進行熱處理，熱處理過程如下：

第一，將100mm×28mm×8mm厚的鑄態(tài)rut300薄板加熱至960℃，保溫1h。

第二，取出薄板樣品空冷至600℃。

第三，將薄板放至預(yù)先加熱到600℃的爐中，并在600℃條件下進行保溫，保溫時間5min。

第四，保溫結(jié)束后，將薄板取出空冷至室溫。

圖2是本發(fā)明等溫正火態(tài)rut300薄板的工程應(yīng)力應(yīng)變曲線；采用本發(fā)明的等溫正火熱處理工藝后蠕墨鑄鐵薄板的抗拉強度為493mpa，斷后伸長率為0.975％。

可見，與傳統(tǒng)正火熱處理工藝相比，采用本發(fā)明的等溫正火熱處理工藝可以顯著地提高蠕墨鑄鐵薄板的強度以及延伸率。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種高強蠕墨鑄鐵板材的制備方法，屬于金屬材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明首先將鑄態(tài)蠕墨鑄鐵樣品進行奧氏體化處理，然后快速冷卻至上貝氏體轉(zhuǎn)變溫度的上限；并放入在該溫度區(qū)間的爐中進行保溫，保溫時間視樣品的成分和尺寸而定，目的在于促進奧氏體快速向珠光體轉(zhuǎn)變，同時抑制鐵素體的形成；保溫處理后空冷至室溫，即獲得所述高強蠕墨鑄鐵板材。本發(fā)明不僅有效的避免傳統(tǒng)正火處理工藝所導(dǎo)致的明顯脆化現(xiàn)象，同時可以明顯提高蠕墨鑄鐵強度且保持一定延伸率。

技術(shù)研發(fā)人員：龐建超;邱宇;張哲峰;李守新
受保護的技術(shù)使用者：中國科學(xué)院金屬研究所
技術(shù)研發(fā)日：2017.04.28
技術(shù)公布日：2017.09.05