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1、10申请公布号CN102330012A43申请公布日20120125CN102330012ACN102330012A21申请号201110257519422申请日20110902C22C37/04200601C22C33/10200601C21D5/0020060171申请人上海大学地址200444上海市宝山区上大路99号72发明人翟启杰孙小亮闫永生华勤74专利代理机构上海上大专利事务所普通合伙31205代理人顾勇华54发明名称含铌贝氏体球铁材料及其生产工艺57摘要本发明涉及一种含铌贝氏体球铁及其生产工艺，属金属材料技术领域。材料配方（WT）C3538，SI2428，MN1522，MO0205。
2、，CU0508，NB0206。组织特征为贝氏体马氏体奥氏体碳化物和球状石墨，力学特征为HRC4749，AK1315J/CM2。其生产工艺包括（1）铸造工艺，按配方配料后熔炼；出炉温度为14501500，浇注温度为140020；采用冲入法球化，球化剂为FESIMG8RE7，用量为18WT；采用75SIFE孕育，用量为10WT；（2）热处理工艺，900奥氏体化，保温3H，空冷到300进行中温转变，保温2H。本材料用于耐磨性铸件，生产成本低，生产工艺简单易行，采用铌的合金化后提高了材料的力学性能和耐磨性。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图2页C。
3、N102330022A1/1页21一种含铌贝氏体球铁材料，其特征在于该球铁材料的化学成分为C3538WT，SI2428WT，MN1522WT，MO0205WT，CU0508WT，NB0206WT，余量为FE；经过热处理后组织特征为贝氏体马氏体奥氏体碳化物和球状石墨，力学性能为HRC4749，AK1315J/CM2。2一种含铌贝氏体球铁材料的生产工艺，其特征在于该生产工艺具有以下的工艺过程（1）铸造工艺熔炼工艺采用铸造生铁、废钢、硅铁、锰铁、钼铁、纯铜、铌铁为原材料，按C3538WT，SI2428WT，MN1522WT，MO0205WT，CU0508WT，NB0206WT，余量为FE进行配料，在。
4、中频感应炉熔炼；出炉前进行化学成分检测，炉料全部熔化后，在1400取适量铁液浇成454MM的光谱试样，用光谱仪分析以调整铁液化学成分；出炉温度为14501500，浇注温度为140020；球化工艺采用冲入法球化，球化剂为FESIMG8RE7，用量为18WT，将球化剂破碎成小块，放入处理包底部，然后在球化剂上面覆盖孕育剂、珍珠岩集渣剂，冲入1/22/3铁液，待铁液沸腾结束时，再冲入其余铁液；处理完毕后加集渣剂彻底扒渣；孕育工艺采用75SIFE孕育，用量为10WT，在球化处理时将一半的孕育剂覆盖在球化剂上，另一半孕育剂在加铁水时放入；（2）热处理工艺将铸件加热到900奥氏体化，保温3H，空冷到300。
5、进行中温转变，保温2H，空冷至室温，使其发生贝氏体转变。权利要求书CN102330012ACN102330022A1/3页3含铌贝氏体球铁材料及其生产工艺技术领域0001本发明涉及一种含铌贝氏体球铁及其生产工艺，属金属材料技术领域。背景技术0002贝氏体球墨铸铁是一种优良的抗磨材料，在性能上具有较高的硬度和冲击韧度及抗冲击疲劳性能，综合性能较高。贝氏体球铁拥有的优异的综合力学性能使其具有非常广泛的用途，如用在耐磨、耐冲击、高强度、高韧性和耐疲劳的场合。在抗磨零件如衬板、磨段、锤头、棒球、板锤等具有广阔的应用前景。0003贝氏体球墨铸铁有三种生产方法。一是等温淬火工艺。该工艺首先将球铁进行奥氏体。
6、化，然后迅速淬入一定温度的盐浴中保温适当的时间，随后出炉空冷至室温。这种工艺这种工艺耗能、耗时严重，对铸件尺寸大小和形状也有种种限制。二是连续冷却淬火工艺。该工艺是将高温奥氏体化后的铸件立即淬入特定的淬火介质中，经连续冷却获得奥贝组织的生产方法。这工艺适合性能要求不高的贝氏体球铁铸件。三是合金化铸态工艺。该工艺要求铸件在冷却过程中避开珠光体转变鼻子温度，以防转变成珠光体,然后又能连续地通过贝氏体区，使之形成贝氏体。通常加入的合金元素有3040镍和0610钼等。这种工艺加入大量合金元素，生产成本高。发明内容0004本发明的目的利用铌合金化的经热处理得到贝氏体球铁，开发具有良好性价比的含铌贝氏体球。
7、墨铸铁，提供一种优异性能的耐磨性材料，适合冶金、矿山、建材、电力等工业领域的应用。0005本发明的目的通过下述技术方案来实现。00061、一种含铌贝氏体球铁材料，其主要化学成分（WT）C3538，SI2428，MN1522，MO0205，CU0508，NB0206，余量为FE。经过热处理后组织特征为贝氏体马氏体奥氏体碳化物和球状石墨，力学特征为HRC4749，AK1315J/CM2。铌元素增强奥氏体稳定性，促进贝氏体组织的形成，并能细化组织，提高材料的硬度和冲击韧性。00072、一种含铌贝氏体球铁生产工艺，包括铸造工艺和热处理工艺。0008（1）铸造工艺采用铸造生铁、废钢、硅铁、锰铁、钼铁、纯。
8、铜、铌铁为原材料，按质量百分比（WT）C3538，SI2428，MN1522，MO0205，CU0508，NB0206，余量为FE进行配料，在中频感应炉中熔炼。出炉前进行化学成分检测，炉料全部熔化后，在1400取适量铁液浇成454MM的光谱试样，用光谱仪分析以调整铁液化学成分。出炉温度为14501500，浇注温度为140020。采用冲入法球化，球化剂为FESIMG8RE7，用量为18WT，将球化剂破碎成小块，放入处理包底部，然后在球化剂上面覆盖孕育剂、珍珠岩集渣剂，冲入1/22/3铁液，待铁液沸腾结束时，再冲入其余铁液。处理完毕后加集渣剂彻说明书CN102330012ACN102330022A。
9、2/3页4底扒渣。采用75SIFE孕育，用量为10WT，在球化处理时将一半的孕育剂覆盖在球化剂上，另一半孕育剂在加铁水时放入。0009（2）热处理工艺将铸件加热到900奥氏体化，保温3H，空冷到300进行中温转变，保温2H，空冷至室温，使其发生贝氏体转变。对于性能要求不高的铸件，可以利用铸造余热，在900左右高温落砂，空冷至300进行中温转变。0010铌在奥氏体中形成有限固溶，使过冷奥氏体的稳定性提高，从而提高其淬透性。铌具有强孕育的作用，同时可以促进球化，使晶粒细化、共晶团尺寸减小，使碳脱溶时扩散距离缩短，有利于降低奥氏体碳浓度，从而有利于贝氏体的形核和长大。还能形成NBC弥散在基体中，有效。
10、防止金属变形过程中晶间滑移，阻碍裂纹的扩展。因此，用铌来替代镍生产贝氏体球墨铸铁，并利用合适的热处理工艺，可以降低材料的成本。0011与目前普遍使用的贝氏体球铁工艺相比，在球墨铸铁中加入铌合金化，热处理得到的贝氏体球铁，具有优异的性能。铌增强奥氏体稳定性，使贝氏体转变温度降低，延长贝氏体转变的孕育期，增大转变过冷度，促进贝氏体组织的形成，并能细化组织，从而提高材料的硬度和冲击韧性。铌改变C曲线，使珠光体转变曲线右移，从而在奥氏体组织在空冷条件下避开珠光体高温转变，从而节省了热处理的成本。0012本发明的特点一利用铌的合金化的得到贝氏体球铁，提高奥氏体的稳定性从而提高其淬透性。铌在奥氏体中形成有。
11、限固溶，还能形成NBC硬质相，提高基体的硬度。铌使晶粒细化，从而有利于贝氏体的形核和长大。二采用空冷加回火的热处理工艺，生产工艺简单易行，生产成本低。附图说明0013图1为不含铌贝氏体球铁组织。0014图2为含铌025WT贝氏体球铁组织。具体实施方式0015以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施例。0016实施例1含铌贝氏体球铁材料化学成分（WT）C36，SI25，MN20，MO03，CU05，NB025，余量为FE。在中频感应炉熔炼，出炉前进行化学成分检测，炉料全部熔化后，在1400取适量铁液浇成454MM的光谱试样，用光谱仪分析以调整铁液化学成分。出炉温度为1500，浇注温度为14。
12、00。0017采用冲入法球化，球化剂为FESIMG8RE7，用量为18WT，将球化剂破碎成小块，放入处理包底部，然后在球化剂上面覆盖孕育剂、珍珠岩集渣剂，冲入1/22/3铁液，待铁液沸腾结束时，再冲入其余铁液，处理完毕后加集渣剂彻底扒渣。0018采用75SIFE孕育，用量为10WT，在球化处理时将一半的孕育剂覆盖在球化剂上，另一半孕育剂在加铁水时放入。0019铸件经900奥氏体化，保温3H，空冷到300进行中温转变，保温2H，空冷至室温。其组织特征为贝氏体马氏体奥氏体碳化物和球状石墨，力学特征为HRC483，说明书CN102330012ACN102330022A3/3页5AK136J/CM2。与同成分不含铌的材料力学特征为HRC452，AK122J/CM2相比，硬度和冲击韧性都有所提高。从组织对比，如图1和图2所示，加入铌后，贝氏体组织增多，且组织细化。说明书CN102330012ACN102330022A1/2页6图1说明书附图CN102330012ACN102330022A2/2页7图2说明书附图CN102330012A。