6高镍奥氏体球墨铸铁综述

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1、高镍奥氏体球墨铸铁综述赵新武张居卿（西峡县内燃机进排气管有限责任公司河南西峡474500）摘要：本文对高镍奥氏体球墨铸铁的化学成分、金相组织、力学性能、热处理、使用要求及其工艺控制要点进行了综述。打破了传统的“充满度”理论，利用较高的“碳当量”，获得了理想的效果。关键词：充满度碳当量热处理高镍奥氏体球墨铸铁因其具备优异的抗热冲击性、抗热蠕变性、耐蚀性、高温抗氧化性以及低的热膨胀性和低温冲击韧性，在国内外被广泛用于制造海水泵、阀、增压器壳体、排气管、气门座等耐热、耐蚀的零部件产品。奥氏体球墨铸铁具有原子紧密堆积的面心立方晶格结构，在常温下具有稳定的奥氏体组织，具有比普通

2、球墨铸铁和硅钼球墨铸铁都高的热化学稳定性。应用前景十分广阔。此处所说的高镍奥氏体球墨铸铁是指含镍量大于12%，在铸态下获得奥氏体基体，石墨呈球状的铸铁。是球墨铸铁的特殊品种。在“铸造技术标准手册”（2004年5月版）中把高镍奥氏体球墨铸铁列为耐蚀铸铁。高镍奥氏体球墨铸铁在750℃左右仍有良好的抗氧化能力和令人满意的力学性能，特别重要的是，由于其基体组织为奥氏体，在临界温度附近没有相变，因而不易因骤冷骤热而产生变形或裂纹。某些牌号的高镍奥氏体球墨铸铁在很低的温度下仍具有良好的伸长率和抗拉强度。例如QTANi23Mn4在-196℃抗拉强度≥620MPa，伸长率≥27%。高

3、镍奥氏体球墨铸铁有各种不同的牌号，本文侧重于QTANi35Si5Cr2的某些特点综述一些共性的东西，读者可依据不同的牌号、铸件和不同的工况条件作为参考。1化学成分奥氏体铸铁牌号符合GB/T5612的规定,依据GB/T56648分为12个牌号，分别见表1、表2。表1奥氏体铸铁化学成分（一般工程用牌号）材料牌号化学成分（质量分数%）C≤SiMnCuNiCrP≤S≤HTANi15Cu6Cr23.01.0～2.80.5～1.55.5～7.513.5～17.51.0～3.50.250.12QTANi20Cr23.01.5～3.00.5～1.5≤0.518.0～22.01.0～3

4、.50.050.03QTANi20Cr2Nba3.01.5～2.40.5～1.5≤0.518.0～22.01.0～3.50.050.03QTANi223.01.5～3.01.5～2.5≤0.521.0～24.0≤0.500.050.03QTANi23Mn42.61.5～2.54.0～4.5≤0.522.0～24.0≤0.20.050.03QTANi352.41.5～3.00.5～1.5≤0.534.0～36.0≤0.20.050.03QTANi35Si5Cr22.34.0～6.00.5～1.5≤0.534.0～36.01.5～2.50.050.03a当Nb%≤[0.3

5、53～0.032(Si%+64×Mg%)]时,该材料具有良好的焊接性能。Nb的正常范围是0.12%-0.20%。a)对于一些牌号，添加一定量的Mo可以提高高温下的力学性能（见附录A）。表2奥氏体铸铁化学成分（特殊用途牌号）材料牌号化学成分（质量分数%）C≤SiMnCuNiCrP≤S≤HTANi13Mn73.01.5～3.06.0～7.0≤0.512.0～14.0≤0.20.250.12QTANi13Mn73.02.0～3.06.0～7.0≤0.512.0～14.0≤0.20.050.03QTANi30Cr32.61.5～3.00.5～1.5≤0.528.0～32.02

6、.5～3.50.050.03QTANi30Si5Cr52.65.0～6.00.5～1.5≤0.528.0～32.04.5～5.50.050.03QTANi35Cr32.41.5～3.01.5～2.5≤0.534.0～36.02.0～3.00.050.03a)对于一些牌号，添加一定量的Mo可以提高高温下的力学性能（见附录A）。注:QTANi35Si5Cr2牌：ASTMA439-83C≤2.3.DIN1694-1981C≤2.0。ISO2892：2007C≤2.0。意大利标准C≤2.4。QTANi35Si5Cr2为依据ISO2892：2007编制的国家标准牌号（未发布）。

7、1.1充满度理论⑶传统的充满度理论认为：高镍奥氏体球铁中的碳、硅、镍含量必须满足饱和度公式：A≥TC%＋0.2Si%＋0.06Ni%。式中A称为饱和度，当铁液中的碳、硅、镍大于某一极限值(饱和度A)时则石墨形态就呈碎块状分布；奥氏体枝晶发达，铁液流动性差，补缩困难，极易产生缩松、缩孔缺陷。有资料介绍A不能大于4.4⑴⑵。这一理论禁区能不能突破？我们经过大量的试验，打破了充满度理论的禁区（见表3）。生产中实测化学成分表3化学成分试验次数C%Si%Mn%Ni%Cr%Cu%P%S%饱和度碳当量T112.154.201.1034.201.650.350.03