一種特厚高強鋼板的生產方法

　　【技術領域】

　　[0001] 本發明屬于鋼鐵冶煉技術，具體涉及到一種特厚高強鋼板的生產方法。 技術背景

　　[0002] 在大型水電工程項目中，壓力鋼管及發電機組、部分機械結構等都需要用到特厚 高強度鋼板。像中國《壓力容器用調質高強度鋼板》標準中鋼板，最大厚度只到100mm，已經 無法滿足當前大型水電站工程用鋼的要求。

　　【發明內容】

　　[0003] 本發明的目的在于提供一種特厚高強鋼板的生產方法，生產最大厚度達124_特 厚高強鋼板，保性能、保探傷并具有較好的可焊接性能。

　　[0004] 發明的技術方案： 一種特厚高強鋼板的生產方法，采取的生產工藝路線為轉爐冶煉、LF精煉、真空精 煉、模鑄澆注、加熱、乳制、緩冷、熱處理。鋼的化學成分質量百分比為C=0.0 5~0.12、 Si=0. 15 ~0. 40、Mn=l. 20 ~1. 60、P彡 0. 015、S彡 0. 010、Cr=0. 10 ~0. 30、Mo=0. 10 ~ 0? 30、Ni=0. 20~0. 60、V=0. 020~0. 060、Pcm彡 0? 23、Ceq彡 0? 45,其余為Fe和殘留元素。

　　[0005] 包括如下工藝步驟： a. 轉爐冶煉：確保出鋼C彡0. 05%、P< 0. 015%，出鋼溫度彡1600°C;點吹次數不大于 2次，避免出鋼過程下渣； b. LF精煉：采取大渣量進行造渣，白渣保持時間在15min以上； c. 真空精煉：在彡67Pa下保壓時間彡20min; d. 模鑄澆注：采用斷面為810~1030mm進行鑄錠澆鑄，澆注溫度為液相線溫度 T1+ (35~45°C)，鋼錠脫模后堆垛緩冷24小時以上； e. 加熱：均熱坑的保溫溫度1180°C~1260°C; f. 乳制：采用CR方式軋制，開軋溫度1000°C~1150°C; -階段采用高溫低速大壓下軋 制技術，終軋溫度在> 950°C，單道次壓下量40mm~60mm;二階段開軋溫度< 900°C，乳制 中間坯厚度為成品厚度+(50~100)mm，終軋溫度彡860°C; g. 緩冷：鋼板軋后入緩冷坑進行堆冷，鋼板入緩冷坑溫度多450°C，堆冷時間多24小 時； h. 熱處理：采用調質工藝，淬火溫度880~930°C，保溫時間2~2. 5min/cm，回火溫度 620~680°C，保溫空冷至室溫。

　　[0006] 發明原理及化學元素用量控制： C:是鋼中最基礎的強化元素，提高強度效果明顯，但C影響鋼的焊接性能和沖擊韌性。 綜合考慮，碳的含量控制在一個合理范圍內。

　　[0007]Si:是固溶強化兀素，對提尚鋼板的強度有利。

　　[0008]Mn:是固溶強化兀素，對提尚鋼板的強度和初性均有利。

　　[0009]P:具有一定的冷脆性，在本鋼種中屬于有害元素，盡量控制為低含量。

　　[0010]S:易形成MnS類夾雜物，具有一定的熱脆性，在本鋼種中屬于有害元素，盡量控 制為低含量。

　　[0011]Cr、Mo:提高淬透性元素，保證調質后鋼板厚度方向性能均勻性。

　　[0012]V:細化晶粒元素，可通過其細化鋼板組織晶粒，提高鋼板強韌性。在一定工藝條件 下，也可以通過形成C化物析出，提高鋼板強度。

　　[0013]Pcm:控制為較低的Pcm值，保證鋼板的可焊性能。

　　[0014] 本發明選用大斷面模鑄錠保證壓縮比，成分上僅添加Nb、V、Ti以降低成本，LF+VD 工藝保證鋼質的潔凈度，各類夾雜物級別總和不超過2. 0,通過控軋+正火處理使鋼的晶 粒度達到7. 0級以上，生產出最大厚度達124mm特厚保探傷、保力學性能及特厚60公斤級 鋼板。產品的實物質量性能富余量較大，其中屈服富余量在20~40Mpa，抗拉富余量在20~ 30Mpa，伸長率富余量為6%~9%，沖擊性能均勻、富裕量大。特厚鋼板板形良好，整板不平度 在8mm以內，每米不平度控制在2mm以內。

　　【具體實施方式】

　　[0015] 下面通過實施例對本發明做進一步說明。

　　[0016] 生產最大厚度為124mm保性能、保探傷的水電工程用特厚高強鋼板，采取的生 產工藝路線：轉爐冶煉、LF精煉、真空精煉、模鑄澆注、加熱、乳制、緩冷、熱處理。鋼的化 學成分質量百分比（單位，wt%):C=0.05 ~0.12、Si=0.15 ~0.40、Mn=1.20 ~1.60、 P彡 0. 015、S彡 0. 010、Cr=0. 10 ~0. 30、M〇=0. 10 ~0. 30、Ni=0. 20~0. 60、V=0. 020~0. 060、 Pcm=彡0. 23,其它為Fe和殘留元素。

　　[0017] 包括如下工藝步驟： a. 轉爐冶煉：確保出鋼C彡0. 05%、P< 0. 015%，出鋼溫度彡1600°C;點吹次數不大于 2次，避免出鋼過程下渣； b. LF精煉：采取大渣量進行造渣，白渣保持時間在15min以上； c. 真空精煉：在彡67Pa下保壓時間彡20min; d. 澆鑄：采用斷面為810~1030mm的模鑄錠澆鑄，澆注溫度為液相線溫度Tl+(35~ 45°C)控制，鋼錠脫模后堆垛緩冷24小時以上； e. 加熱：均熱坑的保溫溫度1180°C~1260°C; f. 乳制：采用CR方式軋制，開軋溫度1000°C~1150°C; -階段采用高溫低速大壓下軋 制技術，終軋溫度在> 950°C，單道次壓下量40mm~60mm;二階段開軋溫度< 900°C，乳制 中間坯厚度為成品厚度+(50~100)mm，終軋溫度彡860°C; g. 緩冷：鋼板軋后入緩冷坑進行堆冷，鋼板入緩冷坑溫度多450°C，堆冷時間多24小 時； h. 熱處理：采用調質工藝，淬火溫度880~930°C，保溫時間2~2. 5min/cm，回火溫度 620~680°C，保溫空冷至室溫。

　　[0018]系列實施例為水電工程用特厚高強鋼板的生產方法，化學成分如表1，力學性能檢 測結果如表2所示。

　　[0019] 表1 實施例的化學成分（％)

　　【主權項】

　　1. 一種特厚高強鋼板的生產方法，采取的生產工藝路線為轉爐冶煉、LF精煉、真 空精煉、模鑄澆注、加熱、乳制、緩冷、熱處理，其特征在于：鋼的化學成分質量百分比為 C=0.0 5 ~0. 12、Si=O. 15 ~0. 40、Mn=L 20 ~1. 60、P 彡 0. 015、S 彡 0. 010、Cr=O. 10 ~ 0? 30、Mo=O. 10 ~0? 30、Ni=O. 20~0? 60、V=0.0 20~0? 060、Pcm 彡 0? 23、Ceq 彡 0? 45,其余為 Fe和殘留元素；包括如下工藝步驟： a. 轉爐冶煉：確保出鋼C彡0. 05%、P< 0. 015%，出鋼溫度彡1600°C;點吹次數不大于 2次，避免出鋼過程下渣； b. LF精煉：采取大渣量進行造渣，白渣保持時間在15min以上； c. 真空精煉：在彡67Pa下保壓時間彡20min ; d. 模鑄澆注：采用斷面為810~1030mm進行鑄錠澆鑄，澆注溫度為液相線溫度 Tl+ (35~45°C)，鋼錠脫模后堆垛緩冷24小時以上； e. 加熱：均熱坑的保溫溫度1180°C~1260°C; f. 乳制：采用CR方式軋制，開軋溫度1000°C~1150°C; -階段采用高溫低速大壓下軋 制技術，終軋溫度在>950°C，單道次壓下量40mm~60mm;二階段開軋溫度<900°C，乳制 中間坯厚度為成品厚度+(50~100)mm，終軋溫度彡860°C; g.緩冷：鋼板軋后入緩冷坑進行堆冷，鋼板入緩冷坑溫度多450°C，堆冷時間多24小 時； h. 熱處理：采用調質工藝，淬火溫度880~930°C，保溫時間2~2. 5min/cm，回火溫度 620~680°C，保溫空冷至室溫。

　　【專利摘要】一種特厚高強鋼板的生產方法，采取的生產工藝路線為轉爐冶煉、LF 精煉、真空精煉、模鑄澆注、加熱、軋制、緩冷、熱處理。其化學成分質量百分比為C=0.05～0.12、 Si=0.15～0.40、 Mn=1.20～1.60、P≤0.015、S≤0.010、Cr=0.10～0.30、Mo=0.10～0.30、Ni=0.20~0.60、V=0.020~0.060、Pcm=≤0.23，其余為 Fe 和殘留元素。本發明選用大斷面模鑄錠保證壓縮比，成分上僅添加Nb、V、Ti以降低成本，LF+VD工藝保證鋼質的潔凈度，通過控軋+正火處理使鋼的晶粒度達到7.0級以上，生產出最大厚度達124mm特厚保探傷、保力學性能及特厚60公斤級水電用鋼板，屈服富余量在20～40Mpa，抗拉富余量在20～30Mpa，伸長率富余量為6%～9%，沖擊性能均勻、富裕量大。

　　【IPC分類】C22C38-38, C22C38-24, C22C33-04

　　【公開號】CN104762545

　　【申請號】CN201510227333

　　【發明人】楊文志, 張計謀, 陳本強, 徐琛, 龍淵, 龍安輝

　　【申請人】湖南華菱湘潭鋼鐵有限公司

　　【公開日】2015年7月8日

　　【申請日】2015年5月7日

　　增強磨球耐磨強度的抗磨變質添加劑及使用方法

　　【專利說明】增強磨球耐磨強度的抗磨變質添加劑及使用方法

　　[0001] 本發明屬于鋼鐵冶金行業中的鑄造磨球添加劑技術領域，尤其涉及增強磨球耐磨 強度的抗磨變質添加劑及作用方法。

　　【背景技術】

　　[0002] 近些年來，國內外在冶金耐磨球生產上基本都采用各種材質的合金球，在國內各 類礦山的選礦生產上得以應用，使用廣泛。在尋求高質量、高耐磨是最引起共同研宄的課 題，引人關注。

　　[0003] 目前應用合金磨球變質劑種類繁多，但實際對抗磨性能的提高效果一般，沒有明 顯優勢。如其它變質劑加入了釩、鈦和稀土合金等只是通過細化了晶粒來提高耐磨性，并未 在提高硬度和耐磨程度上有明和顯效果。另原來的專利號CN102560226A的"提高磨球的 變質抗磨添加劑"在耐磨程度上有了較大提高，其由稀土Ce02鋁粉氧化鈣和硅鈣鋇等四種 成分組成，在脫氧、消除雜質、細化晶粒，改變鑄造組織形態等作用明顯。但在提高強度上， 還顯不足；另外在加入方式上原發明都在爐中加入，添加的元素在爐表面容易與氧氣接觸 造成氧化，利用效果不佳。

　　【發明內容】

　　[0004] 本發明的目的在于提供一種增強磨球耐磨強度的抗磨變質添加劑及作用方法，它 能夠有效地提高磨球的機械性能，使用這種變質抗磨劑可使磨球高效脫氧、晶粒細化、增加 彌散硬質點、改變鑄造組織形態等，從而使磨球耐磨性能。

　　[0005] 本發明的目的是通過下述技術方案來實現的： 本發明一種增強磨球耐磨強度的抗磨變質添加劑，其特征在于由下列A組化合物和B組化合物兩種化合物按下列重量百分比組成， 所述的A組化合物由四種成分構成：鋁粉占20~30%、硅鈣鋇占10~20%、碳化鈦占 40~50%、稀土硅鐵合金占10~20% ; 所述的B組化合物由三種成分構成：硼鐵0. 5~1 %、稀土Ce0250~60%、其余為氧化 鈣。

　　[0006] 本發明添加劑中的各成份的作用是： A組：鋁粉是一種脫氧劑，在本發明中鋁粉放在A組里加入，不僅起到脫氧效果及減小 其它添加成分的燒損率；硅鈣鋇和稀土硅鐵合金為不僅有脫氧、脫硫、脫磷等凈化鐵水作 用，同時還促進磨球的組織從片狀改變成球形，從而使磨球的耐磨性和耐腐蝕性能有所提 高；碳化鈦主要彌散在基體中形成彌散硬質點，強化較軟的基體，從而提高耐磨性；B組： 硼鐵能推遲鐵素體和珠光體的形成，提高基體的淬透性，起到了一定的耐磨作用；稀土Ce02 主要起到孕育和變質作用，微合金化使條形或片狀鑄態組織變為球狀組織。另外，它具有耐 腐蝕性能，不僅提高耐磨和提高基體硬度而且能提高磨球在濕磨狀態下的耐腐蝕性；氧化 鈣使鐵水呈弱堿性有利于鐵水的還原脫氧并與鐵水中的氧反應形成上浮的C0氣體帶掉鐵 水中的各種有害雜質，保護鐵水不澆注前氧化，使鐵水更純凈。

　　[0007] 總之，本發明通過對磨球基體組織細化、變質和增加硬質點，提高綜合機械性，耐 磨性能有$父大提尚。

　　[0008] 本發明的增強磨球耐磨強度的抗磨變質添加劑的使用方法，其特征在于包括下列 步驟： 1) 將A、B兩組化合物分別按鐵水重量的0. 8%~2%和0. 2%~1%配制待用； 2) 在鐵水出水前三分鐘，將鐵水表面雜質清除干凈后，將配制好的A組化合物加入到 爐內，送電3分鐘達到出鐵水溫度時，轉到鐵水包中； 3) 將B組化合物放在烘好的鐵水包內，與倒入鐵水包內的鐵水混合后澆注磨球。

　　[0009] 本發明的優點是： 使用本發明的抗磨變質添加劑后，制成的磨球為低鉻合金磨球，在細化晶粒等基礎上， 增加了碳化鈦和硼等成分的共同作用，不僅加強了變質效果，還形成些彌散硬質點，從而提 高了綜合硬度和耐磨效果；其硬度達到HRC53~56,磨球的耐磨性顯著提高。普通球耗0. 9 公斤/噸左右，使用兩個月后可使球耗降到了 0. 65公斤/噸水平，使用效果穩定良好；而成 本只增加了 2. 3%左右。

　　[0010] 本發明是在爐內及爐外相結合的方式共同對鐵水進行變質和抗磨方面的處理，在 結合多年生產試驗基礎上，配制成的變質抗磨添加料達到耐磨的目的。

　　[0011]

　　【具體實施方式】： 下面結合實施例說明本發明的【具體實施方式】。

　　[0012] 實施例1 : 在冶煉前將A和B兩組分別按鐵水重量的0. 8%和0. 2%配制好待用；所述的A組化合 物為鋁粉占20%、硅鈣鋇占20%、碳化鈦占40%、稀土硅鐵合金占20%，所述的B組化合物為硼 鐵0. 5 %、稀土Ce0250%、其余為氧化鈣。

　　[0013] 為提高添加劑的使用功效，本發明在出爐前把B組放在烘好的鐵水包內；冶煉后 期當鐵水化學成分達到如下指標C:2.2~3.0 Si:0.7~1.4Cr:1.6~2.5Mn:1.0~ 1. 6P、S< 0. 05后；在鐵水出水前三分鐘，將鐵水表面雜質清除干凈后，將配制好的A組 加入到爐內，送電3分鐘達到出鐵水溫度時，一般鐵水溫度在1450°~1550°轉到鐵水包 中，使鐵水與B組化合物更充分混合和完全熔合，效果更加，最后澆注成磨球。

　　[0014] 制成低鉻合金磨球的主要化學成份： 成分名稱 CSiMnCrPS 含量 ％ 2. 2-3. 0 0. 7-1. 4 1. 0-1. 6 1. 6-2. 5 < 0. 05 < 0. 05 其性能指標見機械性能指標對比表。

　　[0015] 實施例2: 在冶煉前將A和B兩組分別按鐵水重量的2%和1%配制好待用；所述的A組化合物為 鋁粉占20%、硅鈣鋇占10%、碳化鈦占50%、稀土硅鐵合金占20%，所述的B組化合物為硼鐵1 %、稀土Ce0260%、其余為氧化鈣。

　　[0016] 為提高添加劑的使用功效，本發明在出爐前把B組放在烘好的鐵水包內；冶煉后 期當鐵水化學成分達到如下指標C:2.2~3.0 Si:0.7~1.4Cr:1.6~2.5Mn:1.0~ 1. 6P、S< 0. 05后；在鐵水出水前三分鐘，將鐵水表面雜質清除干凈后，將配制好的A組 加入到爐內，送電3分鐘達到出鐵水溫度時，一般鐵水溫度在1450°~1550°轉到鐵水包 中，使鐵水與B組化合物更充分混合和完全熔合，效果更加，最后澆注成磨球。

　　[0017] 制成低鉻合金磨球的主要化學成份： 成分名稱 CSiMnCrPS 含量 ％ 2. 2 ~3.0 0.7 ~1.4 1.0 ~1.6 1. 6 ~2. 5 < 0. 05 <0.05 其性能指標見機械性能指標對比表。

　　[0018] 實施例3: 在冶煉前將A和B兩組分別按鐵水重量的1. 5%和0. 5%配制好待用；所述的A組化合 物為鋁粉占25%、硅鈣鋇占15%、碳化鈦占45%、稀土硅鐵合金占15%，所述的B組化合物為硼 鐵0. 8 %、稀土Ce0255%、其余為氧化鈣。

　　[0019] 為提高添加劑的使用功效，本發明在出爐前把B組放在烘好的鐵水包內；冶煉后 期當鐵水化學成分達到如下指標C:2.2~3.0 Si:0.7~1.4Cr:1.6~2.5Mn:1.0~ 1. 6P、S< 0. 05后；在鐵水出水前三分鐘，將鐵水表面雜質清除干凈后，將配制好的A組 加入到爐內，送電3分鐘達到出鐵水溫度時，一般鐵水溫度在1450°~1550°轉到鐵水包 中，使鐵水與B組化合物更充分混合和完全熔合，效果更加，最后澆注成磨球。

　　[0020] 制成低鉻合金磨球的主要化學成份： 成分名稱CSiMnCrPS 含量 ％ 2. 2 ~3.0 0.7 ~1.4 1.0 ~1.6 1. 6 ~2. 5 < 0. 05 <0.05 其性能指標見機械性能指標對比表。

　　[0021] 機械性能指標對比表

　　【主權項】

　　1. 一種增強磨球耐磨強度的抗磨變質添加劑，其特征在于由下列A組化合物和B組 化合物兩種化合物按下列重量百分比組成， 所述的A組化合物由四種成分構成：鋁粉占20~30%、硅鈣鋇占10~20%、碳化鈦占 40~50%、稀土硅鐵合金占10~20% ; 所述的B組化合物由三種成分構成：硼鐵0. 5~1 %、稀土Ce0250~60%、其余為氧化 鈣。

　　2. -種權利要求1所述的增強磨球耐磨強度的抗磨變質添加劑的使用方法，其特征在 于包括下列步驟： 1) 將A、B兩組化合物分別按鐵水重量的0. 8%~2%和0. 2%~1%配制待用； 2) 在鐵水出水前三分鐘，將鐵水表面雜質清除干凈后，將配制好的A組化合物加入到 爐內，送電3分鐘達到出鐵水溫度時轉到鐵水包中； 3) 將B組化合物放在烘好的鐵水包內，與倒入鐵水包內的鐵水混合后澆注磨球。

　　【專利摘要】本發明涉及增強磨球耐磨強度的抗磨變質添加劑及其使用方法，其特征在于由下列A組化合物和B組化合物兩種化合物按下列重量百分比組成，所述的A組化合物由四種成分構成：鋁粉占20～30%、硅鈣鋇占10～20%、碳化鈦占40～50%、稀土硅鐵合金占10～20%；所述的B組化合物由三種成分構成：硼鐵0.5～1%、稀土CeO250～60%、其余為氧化鈣。其使用方法是：將A、B兩組分別按鐵水重量的0.8～2%和0.2～1%配制，按不同時期加入。其優點是：使用本發明的添加劑后，制成的磨球，其硬度達到HRC53-56，磨球的韌性和耐磨性顯著提高；使用兩個月后可使球耗降到了0.65公斤/噸水平，使用效果穩定良好。

　　【IPC分類】C21C1-08, C22C37-10, C22C33-08

　　【公開號】CN104762546

　　【申請號】CN201510094188

　　【發明人】韓建國

　　【申請人】鞍鋼集團礦業公司

　　【公開日】2015年7月8日

　　【申請日】2015年3月4日

　　船用低速柴油機氣缸套鑄造方法

　　【技術領域】

　　[0001]本發明涉及鑄造領域，特別是一種船用低速柴油機氣缸套鑄造方法。

　　【背景技術】

　　[0002]船用低速柴油機氣缸套，屬于厚大鑄鐵件，該類型鑄件工作環境惡劣，承受著電化學腐蝕和橫向振動所引起的空泡腐蝕的作用。隨著新型柴油機對沖程、爆發壓力等技術要求的不斷提高，對氣缸套的強韌性、耐磨性提出了更高的要求。氣缸套常選用減摩鑄鐵材料，這不僅是因為其減震性、熱傳導性好，而且也因為在潤滑不充分的條件下，鑄鐵分布著儲存潤滑油的并具有自潤滑的石墨，但石墨對基體具有割裂作用及縮減作用，降低了氣缸套的強韌性。

　　【發明內容】

　　[0003]本發明所要解決的技術問題是提供一種船用低速柴油機氣缸套鑄造方法，能夠改善石墨、硬質相形態及分布，滿足了船用低速柴油機氣缸套高強度、高耐磨性能的要求。

　　[0004]為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是:一種船用低速柴油機氣缸套鑄造方法，包括以下步驟:

　　一、控制鐵液成分以重量百分比計的磷0.14-0.16%、釩0.2-0.4%、硼0.035-0.045%、碳含量3.0-3.4%、硫含量低于0.04%，鐵液成分合格后升溫、出爐；

　　二、鐵水變質處理及孕育處理

　　先把按重量百分比計0.08-0.14%球化劑放在處理包底，然后按重量百分比計的0.45-0.55%變質劑均勻覆蓋在球化劑上，在其上覆蓋重量百分比計0.2-0.3%硅鋇合金，最后在表面覆蓋鋼板；

　　鐵水溫度升至1480~1490°C時，出爐進行變質處理；

　　鐵水變質處理過程中，往鐵水包中加入重量百分比0.1-0.15%孕育劑進行孕育處理；

　　三、對變質、孕育后鐵水進行除渣處理，除渣結束后，鐵水澆入鑄型；

　　通過以上步驟得到船用低速柴油機氣缸套。

　　[0005]步驟一中，硫含量為0.01-0.04%ο

　　[0006]步驟一中，升溫溫度為1480_1500°C。

　　[0007]所述的球化劑為稀土鎂，其中按重量分計的含量為Mg 6-7%,Re 1.5-2.5%，其余為鐵。

　　[0008]所述的變質劑為稀土鎂，其中按重量分計的含量為Mg 3-4%、Re 8_10%。

　　[0009]所述的硅鋇合金按重量分計的含量為Ca 1-2%、Ba 2-4%、Si 70_75%。

　　[0010]所述的孕育劑為SbSi按重量分計的含量為Sb 8-10%、Si 60-65%。

　　[0011]本發明提供的一種船用低速柴油機氣缸套鑄造方法，選用適當含量的合金元素進行合金化，提高了氣缸套強度；采用稀土鎂進行變質處理，石墨分布均勻且端部明顯鈍化，硬質相呈斷網狀且分布均勻，改善了氣缸套的斷面敏感性；利用含銻孕育劑進行孕育處理，抑制了鐵素體析出，提高氣缸套綜合性能，提高了其使用壽命。在減輕石墨對基體的割裂作用的同時改善鑄件斷面敏感性。本發明的產品，在常溫下其中Ob大于270MPa，A大于0.3%,硬度達到HB200-260。本發明方法的優點還在于:操作簡單，效果明顯，能有效提高船用低速柴油機氣缸套的使用壽命。

　　【附圖說明】

　　[0012]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。

　　[0013]圖1為本發明方法制備的產品中100倍放大鏡下的斷面金相圖。

　　[0014]圖2為本發明方法制備的產品中100倍放大鏡下的斷面金相圖。

　　[0015]圖3為本發明方法制備的產品中100倍放大鏡下的石墨分布圖。

　　[0016]圖4為本發明方法制備的產品中100倍放大鏡下的石墨分布圖。

　　【具體實施方式】

　　[0017]一種船用低速柴油機氣缸套鑄造方法，包括以下步驟:

　　一、選用生鐵、廢鋼進行配料，在中頻爐中熔化；依爐前光譜分析儀進行化學成分調整；控制鐵液成分以重量百分比計的磷0.14-0.16%、釩0.2-0.4%、硼0.035-0.045%、碳含量3.0-3.4%、硫含量低于0.04%，鐵液成分合格后升溫、出爐；

　　升溫溫度為1480-1500°C。

　　[0018]釩是強碳化物形成元素，能形成穩定的高硬度的強化相質點，彌散分布在基體中，并能顯著細化片狀石墨和珠光體基體；

　　硼在鑄件中形成硼碳化物，均能在凝固末期共晶團晶界處析出斷續網狀或連續網狀分布的含硼碳化物相；

　　磷形成二元磷共晶，有硼存在時，與硼形成含硼磷共晶，這種組織顯微硬度較高，減摩性能得到較大的改善。

　　[0019]二、鐵水變質處理及孕育處理

　　先把按重量百分比計0.08-0.14%球化劑放在處理包底，然后按重量百分比計的

　　0.45-0.55%變質劑均勻覆蓋在球化劑上，在其上覆蓋重量百分比計0.2-0.3%硅鋇合金，最后在表面覆蓋5-7 mm厚的碳素鋼板；

　　鐵水溫度升至1480~1490°C時，出爐進行變質處理；

　　鐵水變質處理過程中，往鐵水包中加入重量百分比0.1-0.15%孕育劑進行孕育處理； 三、對變質、孕育后鐵水進行除渣處理，除渣結束后，鐵水澆入鑄型；

　　通過以上步驟得到船用低速柴油機氣缸套。

　　[0020]優選的方案步驟一中，硫含量為0.01-0.04%ο

　　[0021]優選的方案中，所述的球化劑為稀土鎂，其中按重量分計的含量為Mg 6-7%、Re

　　1.5-2.5%，其余為鐵。

　　[0022]優選的方案中，所述的變質劑為稀土鎂，其中按重量分計的含量為Mg 3-4%、Re8-10%，其余為鐵。

　　[0023]優選的方案中，所述的硅鋇合金按重量分計的含量為Ca 1-2%、Ba 2-4%, Si70-75%。

　　[0024] 優選的方案中，所述的孕育劑為SbSi按重量分計的含量為Sb 8-10%,Si 60_65%。

　　【主權項】

　　1.一種船用低速柴油機氣缸套鑄造方法，其特征是包括以下步驟: 一、控制鐵液成分以重量百分比計的磷0.14-0.16%、釩0.2-0.4%、硼0.035-0.045%、碳含量3.0-3.4%、硫含量低于0.04%，鐵液成分合格后升溫、出爐； 二、鐵水變質處理及孕育處理 先把按重量百分比計0.08-0.14%球化劑放在處理包底，然后按重量百分比計的0.45-0.55%變質劑均勻覆蓋在球化劑上，在其上覆蓋重量百分比計0.2-0.3%硅鋇合金，最后在表面覆蓋鋼板； 鐵水溫度升至1480~1490°C時，出爐進行變質處理； 鐵水變質處理過程中，往鐵水包中加入重量百分比0.1-0.15%孕育劑進行孕育處理； 三、對變質、孕育后鐵水進行除渣處理，除渣結束后，鐵水澆入鑄型； 通過以上步驟得到船用低速柴油機氣缸套。

　　2.根據權利要求1所述的一種船用低速柴油機氣缸套鑄造方法，其特征是:步驟一中，硫含量為0.01-0.04%ο

　　3.根據權利要求1所述的一種船用低速柴油機氣缸套鑄造方法，其特征是:步驟一中，升溫溫度為1480-1500°C。

　　4.根據權利要求1所述的一種船用低速柴油機氣缸套鑄造方法，其特征是:所述的球化劑為稀土鎂，其中按重量分計的含量為Mg 6-7%、Re 1.5-2.5%，其余為鐵。

　　5.根據權利要求1所述的一種船用低速柴油機氣缸套鑄造方法，其特征是:所述的變質劑為稀土鎂，其中按重量分計的含量為Mg 3-4%、Re 8-10%ο

　　6.根據權利要求1所述的一種船用低速柴油機氣缸套鑄造方法，其特征是:所述的硅鋇合金按重量分計的含量為Ca 1-2%、Ba 2-4%、Si 70-75%。

　　7.根據權利要求1所述的一種船用低速柴油機氣缸套鑄造方法，其特征是:所述的孕育劑為SbSi按重量分計的含量為Sb 8-10%、Si 60-65%。

　　【專利摘要】一種船用低速柴油機氣缸套鑄造方法，包括以下步驟：控制鐵液成分磷0.14~0.16%、釩0.2~0.4%、硼0.035~0.045%、碳含量3.0~3.4%、硫含量低于0.04%，鐵液成分合格后升溫、出爐；先把0.08~0.14%球化劑放在處理包底，然后0.45-0.55%變質劑均勻覆蓋在球化劑上，在其上覆蓋0.2~0.3%硅鋇合金，最后在表面覆蓋鋼板；鐵水溫度升至1480~1490℃時，出爐進行變質處理；鐵水變質處理過程中，往鐵水包中加入0.1-0.15%孕育劑進行孕育處理；鐵水澆入鑄型；通過以上步驟得到船用低速柴油機氣缸套。本發明選用適當含量的合金元素進行合金化，提高了氣缸套強度；采用稀土鎂進行變質處理，石墨分布均勻且端部明顯鈍化，硬質相呈斷網狀且分布均勻，改善了氣缸套的斷面敏感性；利用含銻孕育劑進行孕育處理，抑制了鐵素體析出，提高氣缸使用壽命。

　　【IPC分類】C22C37-10, C22C33-10

　　【公開號】CN104762547

　　【申請號】CN201510084208

　　【發明人】於興洲, 萬品軍, 高金亮, 周義

　　【申請人】宜昌船舶柴油機有限公司

　　【公開日】2015年7月8日

　　【申請日】2015年2月16日

　　一種鈦氮共添加耐磨耐蝕高鉻鑄鐵及其制備方法

　　【技術領域】

　　[0001] 本發明涉及一種高鉻鑄鐵及其制備方法，特別涉及一種鈦氮共添加型高鉻鑄鐵及 其制備方法，屬于耐磨耐蝕材料技術領域。

　　【背景技術】

　　[0002] 火力發電廠在發電過程中由于煤炭的燃燒而產生大量的S02氣體，S0 2排放到大氣 中不僅能形成酸雨，對環境造成嚴重的破壞，而且對人類的呼吸道有一定的刺激作用，成為 人類健康的隱患，因此，為了保護大氣環境，需要對火力發電廠產生的煙氣進行脫硫處理。 目前，石灰石（石灰）_石膏濕法脫硫工藝技術最成熟的標準脫硫工藝技術，而脫硫渣漿泵 是石灰石（石灰）_石膏濕法脫硫工藝中的關鍵部件，起到循環和輸送吸收S02的渣漿的作 用。基于石灰石（石灰）_石膏濕法脫硫工藝的特點，脫硫渣漿泵殼和葉輪的工作環境為： ⑴弱酸環境，PH值在4~6之間；（2)較大尺寸的軟質點石膏塊粒，粒度大約2~5mm;(3) 較小尺寸的硬質點氧化物礦物粉粒，粒度大約500ym左右；(4)有較弱濃度的Cr和F 蝕。這就要求制造脫硫渣漿泵的材料在具有較好耐磨性的同時具有良好的耐蝕性。

　　[0003]目前，脫硫渣漿泵主要由高鉻鑄鐵制造。雖然材料的耐磨性與其磨損工況有很大 的聯系，但對于材料本身而言，硬度對其耐磨性能有很大影響，因此，提高合金中的析出相 和基體的硬度都能提高材料的耐磨性，但硬度并不是越高越好。硬度過高的基體相，脆性大 韌性差，反而容易斷裂和剝落，硬度大的析出相如果為顆粒狀，也容易從基體中分離出去， 反而成為磨料，而呈網狀分布的硬質析出相，還會破壞基體的韌性。高鉻鑄鐵能滿足脫硫渣 漿泵工況下的耐磨要求主要是因為它含有大量硬度高且孤立分布的M7C3型碳化物，這樣碳 化物既能起到耐磨的作用，又不至于割裂基體而破壞材料的韌性。由脫硫渣漿泵的工況可 知，泵殼與葉輪的磨損并不是單純的機械磨損，而是伴隨著弱酸介質的腐蝕，因此，為了提 高材料的抗磨損性能，很重要的一個方面是提高其耐蝕性能。電化學腐蝕是金屬最普遍的 腐蝕形式，危害性也最大，電化學腐蝕是金屬在電解質中由于原電池反應而引起的破壞。因 此，對于多相組成的合金而言，要想提高它的耐蝕性能，主要考慮降低各相之間的電勢差和 減少原電池的數量，也可以考慮在合金表面形成致密的氧化膜以將合金與腐蝕介質隔開。 加入合金元素是提高鑄鐵耐蝕性能的主要途徑。對于高鉻鑄鐵而言，奧氏體基體作為負極 電極電位最高而最有利于材料耐蝕性能的提高，因此，現在常用脫硫渣漿泵用高鉻鑄鐵都 添加了較高含量的Ni、Cu、Mn等奧氏體穩定元素，也添加了較高含量的Mo來進一步提高 基體的電極電位，而基體中固溶的大量Cr元素可以使基體表面形成一層致密的氧化膜，從 而使高鉻鑄鐵的耐蝕性能大幅提升。目前，應用較為廣泛的脫硫渣漿泵用高鉻鑄鐵有A49、 KmTBCr26和Cr30A，然而，這類合金面臨著脆性大（ak< 6J/cm2)、鑄造性能差等問題，不能 滿足實際生產日益增長的需求。

　　【發明內容】

　　[0004][0005][0006] 本發明為了解決現有脫硫渣漿泵用高鉻鑄鐵主要存在的脆性大、鑄造性能差和生 產成本高的缺點，提供了一種鈦氮共添加型高鉻鑄鐵及其制備方法。本發明所述高鉻鑄鐵 在脫硫渣漿泵工況下耐磨耐蝕性能良好、沖擊韌性較高、鑄造性能優良且成本低廉。

　　[0007] 為了解決上述技術問題，本發明的鈦氮共添加型高鉻鑄鐵的化學組成以質量百分 比計為：(： ：1.8%~2.8%、51:1.0%~1.5%、]\1〇:1.5%~2.5%、0 :21%~27%、附： 1. 0%~2. 5%、Cu:1. 0%~2. 0%、Ti:0? 4%~0? 8%、N:0? 3%~0? 6%、Mn彡 1. 0%、 P彡0? 1%、S彡0? 05%和余量的Fe。

　　[0008] -種鈦氮共添加耐磨耐蝕高鉻鑄鐵的制備方法，其特征在于該制備方法是由下述 步驟完成的：

　　[0009]步驟一、配料：

　　[0010] 按產品的化學組成配比（以質量計，即按C:l. 8%~2.8%、Si:1.0%~1.5%、 Mo:1. 5%~2. 5%、Cr:21%~27%、Ni:1. 0%~2. 5%、Cu:1. 0%~2. 0%、Ti:0? 4%~ 0? 8%、N:0? 3%~0? 6%、Mn彡1. 0%、P彡0? 1%、S彡0? 05%和余量為Fe)用廢鋼、回爐 料、絡鐵、鑰鐵、電解銅、電解鎮、娃鐵、氣化絡鐵以及欽鐵進彳丁配料；

　　[0011] 步驟二、熔煉：

　　[0012] 先向熔爐內加入廢鋼、回爐料、鉬鐵、電解銅以及電解鎳，加熱熔化，待爐料全部熔 化形成熔池后，再依次加入鉻鐵、硅鐵和氮化鉻鐵進行熔煉，待爐料熔清后，調整爐渣成分， 加入脫氧劑進行脫氧，最后加入鈦鐵，爐前化驗鐵液成分，將鐵液成分控制在要求范圍內；

　　[0013] 步驟三、澆注：

　　[0014] 將鐵液出爐至澆包中，靜置3~5min，進行澆注，等鑄型中鐵液凝固、冷卻至室溫 后打箱，經清理后得到鑄件。

　　[0015] 本發明熔煉用的設備可使用感應電爐等。

　　[0016] 鑄件的硬度滿足使用要求可在鑄態下使用，鑄件的硬度不能滿足使用要求的，可 以對鑄件進行淬火再回火處理。

　　[0017] 本發明采取合適的加料順序可精確控制鐵液成分，避免合金元素的燒損。最先加 入的廢鋼和回爐料熔煉形成熔池，有利于后續的合金元素的加入與熔煉。Mo、Cu和Ni等高 熔點、不易燒損合金元素在最開始加入，Cr、Si、N和Ti這些易燒損元素按燒損難易程度由 難到易依次加入。[0018] 本發明首次提出鈦氮共添加的高鉻鑄鐵合金化方法。在高鉻鑄鐵的冶金反應過程 中，鈦與氮反應生成的鈦氮化合物起到細化碳化物的作用，鈦元素的添加能夠控制奧氏體 基體中氮元素的含量；氮元素在穩定奧氏體，細化組織以及提高高鉻鑄鐵耐蝕性方面具有 重要作用。

　　[0019] 本發明的鈦氮共添加型高鉻鑄鐵在鑄態下由奧氏體基體，M7C3碳化物和少量的鈦 氮化物組成，組織細小均勻，具有優異的耐磨耐蝕性能以及較高的沖擊韌性，較好適用于脫 硫渣漿泵的工況環境。其鑄態硬度在40~50HRC之間，經熱處理后硬度可達50~58HRC左 右；沖擊韌性可達7~20J/cm2;而現有的常用脫硫渣漿泵用高鉻鑄鐵沖擊韌性是4~6J/ cm2;在PH=4，C廠濃度為40000ppm的腐蝕介質中，腐蝕速率在0. 013~0. 035mm/a之間， 耐蝕性優于Cr30A。

　　[0020] 本發明的鈦氮共添加型高鉻鑄鐵物理化學性能：

　　[0021] 密度為7. 53g/cm3左右；30~150°C的熱導率在16~20W/m?K之間。

　　[0022] 在30~150°C的熱擴散率如下表1所示。

　　[0023] 表 1

　　【主權項】

　　1. 一種鈦氮共添加耐磨耐蝕高鉻鑄鐵，其特征在于鈦氮共添加型高鉻鑄鐵的化學 組成以質量百分比計為：C:1. 8%~2. 8%、Si:1.O%~L5%、Mo:1. 5 %~2. 5%、Cr: 21%~27%、Ni:L0%~2.5%、Cu:1.0%~2.0%、Ti:0.4%~0.8%、N:0.3%~0.6%、 Mn彡I. 0%、P彡 0? 1%、S彡 0? 05%和余量的Fe。

　　2. 根據權利要求1所述的一種鈦氮共添加耐磨耐蝕高鉻鑄鐵，其特征在于鈦氮共添加 型高鉻鑄鐵的化學組成以質量百分比計為：C:2. 2%、Si:1. 5%、Mo:2. 0%、Cr:25%、Ni: 2%、Cu:1. 5%、Ti:0? 8%、N:0? 4%~0? 6%、Mn彡 1. 0%、P彡 0? 1%、S彡 0? 05%和余量 的Fe。

　　3. 根據權利要求1所述的一種鈦氮共添加耐磨耐蝕高鉻鑄鐵，其特征在于鈦氮 共添加型高鉻鑄鐵的化學組成以質量百分比計為：C:2. 32%、Si:1. 31%、Mo:2. 01%、 Cr：24. 09 %,Ni：1. 55 %,Cu：1. 07 %,Ti：0. 54 %,N：0. 45 %,Mn^I. 0 %,P^ 0. 1 %, SS0.05%和余量的Fe。

　　4. 根據權利要求1所述的一種鈦氮共添加耐磨耐蝕高鉻鑄鐵，其特征在于鈦氮 共添加型高鉻鑄鐵的化學組成以質量百分比計為：C:1. 88%、Si:1. 46%、Mo:2. 06%、 Cr：26. 09 %,Ni：2. 06 %,Cu：1. 52 %,Ti：0. 57 %,N：0. 46 %,Mn^I. 0 %,P^ 0. 1 %, SS0.05%和余量的Fe。

　　5. 根據權利要求1所述的一種鈦氮共添加耐磨耐蝕高鉻鑄鐵，其特征在于鈦氮 共添加型高鉻鑄鐵的化學組成以質量百分比計為：C:2. 55%、Si:1. 42%、Mo:1. 73%、 Cr：24. 46 %,Ni：1. 68 %,Cu：1. 26 %,Ti：0. 54 %,N：0. 48 %,Mn^ 1. 0 %,P^ 0. 1 %, SS0.05%和余量的Fe。

　　6. 如權利要求1-5中任意一項權利要求所述一種鈦氮共添加型高鉻鑄鐵的制備方法， 其特征在于該制備方法是由下述步驟完成的： 步驟一、配料： 按產品的化學組成配比用廢鋼、回爐料、鉻鐵、鉬鐵、電解銅、電解鎳、硅鐵、氮化鉻鐵以 及鈦鐵進行配料； 步驟二、熔煉： 先向熔爐內加入廢鋼、回爐料、鉬鐵、電解銅以及電解鎳，加熱熔化，待爐料全部熔化形 成熔池后，再依次加入鉻鐵、硅鐵和氮化鉻鐵進行熔煉，待爐料熔清后，調整爐渣成分和粘 度并加入脫氧劑脫氧，最后加入鈦鐵； 步驟三、澆注： 將鐵液出爐至澆包中，靜置3~5min，進行澆注，等鑄型中鐵液凝固、冷卻至室溫后打 箱，經清理后得到鑄件。

　　7. 根據權利要求6所述一種鈦氮共添加型高鉻鑄鐵的制備方法，其特征在于對鑄件進 行淬火再回火處理。

　　【專利摘要】一種鈦氮共添加耐磨耐蝕高鉻鑄鐵及其制備方法，屬于耐磨耐蝕材料技術領域。本發明的組分為：C：1.8％～2.8％、Si：1.0％～1.5％、Mo：1.5％～2.5％、Cr：21％～27％、Ni：1.0％～2.5％、Cu：1.0％～2.0％、Ti：0.4％～0.8％、N：0.3％～0.6％、Mn≤1.0％、P≤0.1％、S≤0.05％和余量的Fe。制備方法：一、按化學組成配比進行配料；二、先向熔爐內加入廢鋼、回爐料、鉬鐵、電解銅以及電解鎳，加熱熔化，形成熔池后，依次加入鉻鐵、硅鐵和氮化鉻鐵進行熔煉，待爐料熔清后，將鐵液的溫度迅速提高，加脫氧劑進行脫氧，最后加入鈦鐵；三、澆注：將鐵液澆入脂硬化堿酚醛樹脂砂型；四、熱處理：對硬度不能滿足要求的鑄件進行淬火加回火熱處理。本發明具有優異的耐磨耐蝕性能以及較高的沖擊韌性，較好適用于脫硫渣漿泵工況并具有較低的生產成本。

　　【IPC分類】C22C37-10, C22C33-08

　　【公開號】CN104762548

　　【申請號】CN201510144002

　　【發明人】丁宏升, 高輝乾, 劉石球, 劉軍, 白雪朋

　　【申請人】山東雙輪股份有限公司

　　【公開日】2015年7月8日

　　【申請日】2015年3月30日