本发明属于铁的冶炼及通过其它处理使金属具有韧性领域。 白口铸铁虽然具有优异的耐磨性能，但是韧性较差，其应用范围受到了一定的限制。
在现有技术中有许多提高白口铸铁韧性的方法。例如合金化法，特种冶金法、热处理法及锻造法等等。
合金化法是通过加入大量的合金元素如Cr、Mn、Ni、Mo、Cu、B等来提高白口铸铁的基体组织或碳化物的强韧性，使材料的韧性得到提高。这是一种传统的方法，高铬铸铁、低铬铸铁及其它的合金铸铁就是利用合金化法制造的耐磨白口铸铁。它们的韧性比普通白口铸铁都有不同程度的提高，但最好的冲击韧性ak值也只有5J/cm2左右，其韧性提高幅度不大，而且效果不稳定，难于适应大规模生产。采用特殊的冶炼方法使白口铸铁中的P、S含量降低到0.05%以下之后，其综合机械性能也能有一定的提高。但是由于它没有改变白口铸铁中脆性相碳化物地存在形式和分布特征，其韧性的提高幅度也是极其有限的，加上这种方法冶炼操作的要求高，致使材料成本提高，仍然不能适应大规模生产。通过长时间的加热保温使白口铸铁中的碳化物充分地溶于奥氏体，并通过控制随后的冷却过程控制碳化物的析出行为，最后得到断续网状或颗粒块状的碳化物，这就是热处理方法改善白口铸铁脆性的根本原因。由于这种方法需要在高温下长时间保温，白口铸铁中的碳化物会有程度不同的石墨化转变，而且氧化、脱碳严重。因此，热处理法在使白口铸铁韧性提高的同时，却使其硬度和耐磨性有所降低，这种方法很难得到同时具有高韧性和高耐磨性的白口铸铁。对白口铸铁进行一定的锻造变形后，可以使材料的致密度提高、组织细化，因而能够提高白口铸铁的韧性。但是普通白口铸铁即使在高温下塑性也是很差的，难以适应锻造加工。因此锻造法经常与前述的特殊冶炼方法联合起来才能使用，这样其推广应用也受到了限制。
本发明的目的在于提供一种高韧性耐磨白口铸铁及其制造方法，使白口铸铁在保证其耐磨性的同时具有高韧性，并且产品质量稳定，生产成本低，适于大规模生产。
本发明提供的高韧性耐磨白口铸铁成份为C2.0～3.5%、Si0.3～1.0%、Mn0.5～1.0%、Cr0～3.0%、P＜0.10%、S＜0.10%，RE0.2～0.5%余量为Fe和其它合金元素。其制造方法如下：在加入稀土RE之前，将不含RE的铁水加热至1400～1500℃，然后在铁水包中加入0.2～0.5%的稀土RE进行变质处理，变质处理的时间约为1～5分钟，之后将铁水浇注成铁坯或铁锭，在900～1100℃温度范围内，对铁坯或铁锭进行热变形处理，所说的热变形处理是采用轧制、锻造等压力加工方法，在温度800～880℃时对热变形后的工件进行余热热处理，其热处理方法可以是正火也可以是淬火。
在本发明中，碳含量低于2.0%时、组织中的碳化物数量太少，耐磨性不足;碳含量高于3.5%以后，组织中的莱氏体数量过多，难以进行有实际意义的热变形。碳含量在2.0～3.5%范围时，白口铸铁的耐磨性良好，同时经过变质处理后，能够适应30～70%变形量的热变形。
在本发明中，加入0.5～1.0%的锰是为了抵消其中硫的有害作用，小于0.10%的磷对材料的热塑性影响并不很大，相反，稍高的磷含量有助于提高铁水的流动性及成品的耐磨性。过高的硅含量有降低奥氏体的塑性和在铸造及加热过程中出现石墨的危险，所以硅的含量限制在1.0%以下。硅有较好的脱氧作用，所以要求硅含量不得低于0.3%。铬在本发明中是为提高白口铸铁的耐磨性而加入的，一般情况下可以不加铬。即使在要求较高耐磨性的情况下，加入高于3%以上的铬也是不必要的。在对耐磨性有极高要求的情况下、本发明允许加入Mo、Cu、B、Ni等合金之素进行多元合金化。
在本发明中，采用变质处理来改善白口铸铁的热变形能力，适当的变质处理可以使初生奥氏体枝晶和共晶组织得到细化，从而使白口铸铁的热塑性得到明显提高，将稀土按铁水重量的0.2～0.5%的比例投入浇包内，在1400～1450℃温度下进行变质处理1～5分钟，即可浇注。稀土除了对铁水进行变质处理外，还有净化铁水的作用。
在本发明中，借助热变形来消除白口铸铁的脆性。白口铸铁的脆性主要来源于其中的脆性相碳化物，通常的白口铸铁中碳化物主要以连续网状和典型的鱼骨状莱氏体形式存在，对白口铸铁进行热变形时，其中的碳化物会发生变形，甚至开裂，与其相邻的奥氏体便挤入碳化物裂缝，使碳化物网断开，随着变形的进一步进行，这些碳化物段会沿着金属流动方向发生一定的转移和再分布。由于奥氏体与碳化物之间的相互牵制作用，当金属流动剧烈时，碳化物条会被进一步拉断。正是由于热变形过程中，碳化物发生变形开裂、再分布和拉断，使热变形前后白口铸铁中的碳化物形态发生了根本的变化，原来的连续网状碳化物变成了断续网状或条块状。（见附图1）。显微组织的这些变化就使材料的性能相应地发生显著地变化，特别是韧性的提高更加明显。冲击韧性可以由原来的1-2J/cm2提高到7-12J/cm2。
热变形还使碳化物在随后的冷却过程中的析出行为发生明显的变化。未进行热变形的白口铸铁从高温冷却的过程中，奥氏体中过饱和的碳便在晶界上优先析出，附在了未溶碳化物上。经过热变形的白口铸铁中，奥氏体晶内位错密度急剧升高，还出现了大量的亚结构，这些位错线及亚结构在冷却过程就充当了碳化物析出的优先位置。因而热变形后的白口铸铁在奥氏体晶粒内就出现了大量分布均匀的细小颗粒状碳化物。这些细小的碳化物颗粒的出现，一方面使大块碳化物的数量减少了，同时又使耐磨性得到了提高。
在本发明中，利用变形后的余热进行热处理，来调整基体组织，达到调整性能的目的。
本发明与其它白口铸铁的根本区别在于其中的碳化物除了呈条块状断续分布外，在基体上还均匀分布有细小的碳化物颗粒，这一根本的组织特征导致了本发明的性能特征除具有高耐磨性外，还具有比其它白口铸铁高得多的韧性，并且生产成本低，适于大规模生产，因而具有更加广阔的应用前景。
附图及实施例：
附图1为高韧性耐磨白口铸铁金相组织图
实施例：
用废钢、生铁及废电极配料后，在感应电炉内熔化进行炉前变质处理，得到表1所示成分的铁水，在金属型内浇铸出φ50×500mm的
化学成分表1元素CSiMnCrPSRE2.30.40.81.20.060.090.3
园棒后，加热到1070℃保温40分钟后，利用轧球机轧制出φ50的磨球，进行余热淬火和150℃回火后，其性能如下：硬度59～62HRC，冲击韧性ak＝9J/cm2，3.5m高度落球试验壹万次以上无破碎和表面剥落。