轨道交通用高强高韧超低温球墨铸铁材料的技术研究

摘要

本文以高强高韧超低温球铁为研究对象,为了达到高强度、高韧性、良好的超低温性能,进行了大量试验,比较了单独加镍方案、镍+钼合金方案、镍+铜合金方案以及硫含量对材料性能的影响.研究结果表明,镍+铜合金方案是比较理想的方案,不仅生产成本低且材料力学性能较好,较佳的镍含量范围在0.8％-1.5％,较佳的铜含量范围在0.1-0.2％之间,较佳的低硫含量范围在0.04-0.08％之间.研究并开发了一种高强高韧超低温球墨铸铁材料，无需进行高温石墨化退火热处理，既缩短工艺流程，降低生产成本又能保证高强度高韧性及超低温冲击性能指标，满足轨道交通用关键零部件材料需求。轨道交通用高强高韧超低温球墨铸铁材料不仅要求力学性能达到QT500-7A的要求，即抗拉强度Rm≥500MPa，屈服强度Rp0.2≥320MPa，伸长率≥8%，同时要求达到-40℃冲击功AKV均值≥4J、单值≥3J，对低温球墨铸铁材料提出了更高要求。试验结果显示，单独采用加镍方案和镍+钼方案不适合该材料生产，成本较高；采用镍+铜的方案是比较理想的方案，不仅生产成本低且材料力学性能稳定性较好，较佳的镍含量范围在0.8%-1.5%，较佳的铜含量范围在0.1-0.2%之间。试验结果显示：相同的镍、铜含量，硫含量对材料的力学性能影响较大，铁水终硫含量控制的相对低一些有利于提高力学性能，较佳的硫含量范围在0.04-0.08%之间。