CN107779736B - 一种合金铸铁及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种合金铸铁及其制备方法和应用，属于金属材料领域。该合金铸铁包括以下质量百分比的组分：碳2.9％‑3.1％、硅1.8％‑2.2％、锰0.9％‑1％、铜0.5％‑0.6％、钼0.45％‑0.55％、铁92.45％‑92.75％、以及不可避免的杂质余量；合金铸铁的金相组织中通过碳生成的石墨中，63wt％‑68wt％的石墨以片状石墨的形态均匀分布。该合金铸铁中上述配比的各组分协同配合，有效改善了本发明提供的合金铸铁的力学性能，用该合金铸铁生产的零件本体硬度达到190HB‑250HB，抗拉强度达到300MPa以上，疲劳强度达到70MPa以上，能有效地用于生产内燃机零件。

Description

一种合金铸铁及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及金属材料领域，特别涉及一种合金铸铁及其制备方法和应用。

背景技术

合金铸铁主要为含碳量大于2.11％的铁碳合金材料，其广泛应用于机械零件的制造中。举例来说，将合金铸铁熔炼、浇注后可制得内燃机零件，并可将内燃机应用于汽车、农业机械、工程机械、船舶、军用机械、移动和备用电站等领域。其中，内燃机包括柴油机、汽油机、燃气轮机，而且内燃机的外形及内部型腔一般均比较复杂，其基础骨架包括机体、缸盖、底座等。在实际应用中，内燃机主要通过在其内部燃烧燃料产生热量，然后向外界传输热能与动能来满足不同机械设备的生产需求，故在实际生产中对内燃机的机体、缸盖、底座等零部件的力学性能要求高，以满足其使用的安全性。因此，提供一种力学性能优异的用于生产内燃机机体、缸盖、底座的合金铸铁材料是十分必要的。

现有技术中主要以HT350、HT300、HT250等灰铸铁为材料来制造内燃机的各个零件，HT350灰铸铁的组分以质量百分比计为：碳2.6％-3.6％、硅1.2-3.0％、锰0.4％-1.2％、铜0.5％-1％、铁90.8％-91.7％、及不可避免的杂质余量。其中，HT350灰铸铁铸件本体的抗拉强度可达到280MPa。

发明人发现现有技术至少存在以下问题：

HT350灰铸铁铸件的硬度、抗拉强度和疲劳强度均不符合生产内燃机零件的要求。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供了一种硬度、抗拉强度和疲劳强度均优异的合金铸铁及其制备方法和应用。具体技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种合金铸铁，所述合金铸铁包括以下质量百分比的组分：碳2.9％-3.1％、硅1.8％-2.2％、锰0.9％-1％、铜0.5％-0.6％、钼0.45％-0.55％、铁92.45％-92.75％、以及不可避免的杂质余量。

所述合金铸铁的金相组织中通过碳生成的石墨中，63wt％-68wt％的所述石墨以片状石墨的形态均匀分布。

具体地，作为优选，所述合金铸铁的基体组织中，95wt％-99wt％的金属基体为珠光体。

第二方面，本发明实施例提供了上述合金铸铁的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

步骤a、根据合金铸铁中各组分的质量百分比，将生铁、钢、焦炭置于熔炉中，并在温度为1500℃-1650℃的条件下进行熔炼，形成铁水。

步骤b、将炉前孕育剂加入所述熔炉的出铁槽中，使所述炉前孕育剂随所述铁水一同流入铁水包中，然后加入铜、钼铁合金，得到炉前孕育铁水。

步骤c、待所述炉前孕育铁水达到浇注温度时，将所述炉前孕育铁水倒入砂型中进行浇注，在所述浇注的过程中，向流动的所述炉前孕育铁水中添加随流孕育剂，得到随流孕育铁水。

步骤d、对所述随流孕育铁水进行降温冷却，得到所述合金铸铁。

具体地，作为优选，所述浇注温度为1350℃-1450℃。

具体地，作为优选，所述炉前孕育剂的加入量占所述铁水的质量百分比为0.3％-0.5％；所述随流孕育剂的加入量占所述铁水的质量百分比为0.15％-0.25％。

具体地，作为优选，所述炉前孕育剂为稀土孕育剂和/或钡-硅-铁复合孕育剂，所述随流孕育剂为钡-硅-铁复合孕育剂。

具体地，作为优选，所述稀土孕育剂包括以下质量百分比的组分：稀土20％-26％、硅40％-45％、余量为铁；所述钡-硅-铁复合孕育剂包括以下质量百分比的组分：钡4％-6％、铁18％-23％、余量为硅。

具体地，作为优选，所述稀土孕育剂和所述钡-硅-铁复合孕育剂的混合物中，各组分所占所述铁水的质量百分比为：稀土孕育剂0.05％-0.15％、钡-硅-铁复合孕育剂0.25％-0.35％。

第三方面，本发明实施例提供了上述合金铸铁在制造内燃机零件中的应用。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

第一方面，本发明实施例提供了一种合金铸铁，通过将碳、硅的质量百分比适当降低，并分别控制在2.9％-3.1％、1.8％-2.2％的质量范围内，可以降低合金铸铁的薄壁处产生白口，这增加了该合金铸铁的力学性能。通过将铜和钼的质量比例分别控制在0.5％-0.6％、0.45％-0.55％的范围内，可以细化合金铸铁中的石墨，同时细化并增加了合金铸铁中珠光体的含量，进而增加合金铸铁的硬度、抗拉强度及疲劳强度等力学性能。通过控制锰的质量比例在0.9％-1％的范围内，可强化合金铸铁的基体，同时增加了碳化物的弥散度和稳定性。以上因素协同配合，使63wt％-68wt％的石墨以片状石墨的形态均匀分布，这有效地改善了本发明提供的合金铸铁的力学性能，用该合金铸铁生产的零件本体硬度达到190HB-250HB，抗拉强度达到300MPa以上，疲劳强度达到70MPa以上，能有效地用于制备内燃机零件。

第二方面，本发明实施例提供了合金铸铁的制备方法，通过对其中所含组分及其配比进行如上限定，同时通过如上所述的方法，能够获得具有优异的硬度、抗拉强度和疲劳强度等力学性能的合金铸铁。尤其是通过在上述制备过程中添加炉前孕育剂和随流孕育剂，这两种孕育剂的双效协同作用可以使合金铸铁中形成了小的晶粒相，还避免了碳化物的大量生成，这大大改善了合金铸铁的力学性能。可见，该制备方法简单，易操作，并能保证合金铸铁具有优异的力学性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例4提供的放大100倍的合金铸铁中石墨的形态与分布情况的金相显微镜图；

图2是本发明实施例4提供的放大500倍的合金铸铁中珠光体的形态与分布情况的金相显微镜图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

第一方面，本发明实施例提供了一种合金铸铁，该合金铸铁包括以下质量百分比的组分：碳(C)2.9％-3.1％、硅(Si)1.8％-2.2％、锰(Mn)0.9％-1％、铜(Cu)0.5％-0.6％、钼(Mo)0.45％-0.55％、铁(Fe)92.45％-92.75％、以及不可避免的杂质余量。合金铸铁的金相组织中通过碳生成的石墨中，63wt％-68wt％的石墨以片状石墨的形态均匀分布。

本发明实施例提供的合金铸铁，通过将碳、硅的质量百分比适当降低，并分别控制在2.9％-3.1％、1.8％-2.2％的范围内，可以降低合金铸铁的薄壁处产生白口，这增加了该合金铸铁的力学性能。通过将铜和钼的质量比例分别控制在0.5％-0.6％、0.45％-0.55％的范围内，可以细化合金铸铁中的石墨，同时细化并增加了合金铸铁中珠光体的含量，进而增加合金铸铁的硬度、抗拉强度及疲劳强度等力学性能。通过控制锰的质量比例在0.9％-1％的范围内，可强化合金铸铁的基体，同时增加了碳化物的弥散度和稳定性。以上因素协同配合，使63wt％-68wt％的石墨以片状石墨的形态均匀分布，这有效地改善了本发明提供的合金铸铁的力学性能，使其硬度达到190HB-250HB，抗拉强度达到300MPa以上，疲劳强度达到70MPa以上，能有效地用于制备内燃机零件。

具体地，本发明提供的合金铸铁的各种质量百分比的化学组分如下表1所示：

表1

举例来说，碳的质量百分比可以为2.9％、3.0％、3.1％等，硅的质量百分比可以为1.8％、1.9％、2.0％、2.1％、2.2％等，锰的质量百分比可以为0.9％、1.0％、等，铜的质量百分比可以为0.5％、0.6％等，钼的质量百分比可以为0.45％、0.5％、0.55％等，其中，期望地是，本发明实施例提供的合金铸铁不存在杂质，但在制备的过程中将不可避免的引入微量的杂质，例如磷(P)和硫(S)等，通过将磷和硫的质量百分比例均控制在0.1％以内，将基本不会影响合金铸铁的综合力学性能。将不同原料成分的质量百分比控制在上述范围内，可以保证本发明提供的合金铸铁具有优异的力学性能，能够使零件本体硬度达到190HB-250HB，抗拉强度达到300MPa以上，疲劳强度达到70MPa以上，能有效地用于制备内燃机零组件。

具体地，合金铸铁的金相组织中通过碳生成的石墨中，63wt％-68wt％的石墨以片状石墨的形态均匀分布，即合金铸铁组织相中的石墨主要通过原料碳来形成，而且在合金铸铁组织相中存在的大部分石墨以片状石墨(A型石墨)的形态均匀分布，片状石墨(A型石墨)占组织相中所有石墨的质量百分比为63％-68％，例如为64％、65％、66％、67％、68％等。其中，片状石墨(A型石墨)的含量越高，分布越均匀，合金铸铁的抗拉强度和疲劳强度越好。

具体地，本发明实施例提供的合金铸铁的成分铜和钼可以以单质铜和钼铁合金的方式加入来制备合金铸铁，其中，钼铁合金的价格低廉，容易获取，也可以以铜钼合金的方式加入。其中，铜和钼均有细化石墨，细化并增加珠光体的作用，铜和钼的协同作用使本发明提供的合金铸铁基体组织中，95wt％-99wt％的金属基体为珠光体，铁素体与碳化物合计小于5％，例如金属基体中珠光体的质量百分比含量可以为95％、96％、97％、98％、99％等，而且这些珠光体主要以细片状的形式存在于金属基体中，这改善了本发明实施例提供的合金铸铁的力学性能。作为优选，原料以铜钼合金的方式加入，这可以大大提高了本发明实施例提供的合金铸铁的密度、硬度及抗拉强度。

第二方面，本发明实施例提供了上述合金铸铁的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

步骤101、根据合金铸铁中各组分的质量百分比，将生铁、钢、焦炭置于熔炉中，并在温度为1500℃-1650℃的条件下进行熔炼，形成铁水。

步骤102、将炉前孕育剂加入熔炉的出铁槽中，使炉前孕育剂随铁水一同流入铁水包中，然后加入铜、钼铁合金，得到炉前孕育铁水。

步骤103、待炉前孕育铁水达到浇注温度时，将炉前孕育铁水倒入砂型中进行浇注，在浇注的过程中，向流动的炉前孕育铁水中添加随流孕育剂，得到随流孕育铁水。

步骤104、对随流孕育铁水进行降温冷却，得到合金铸铁。

通过对其中所含组分及其配比进行如上限定，同时通过如上所述的方法，能够获得具有优异的硬度、抗拉强度和疲劳强度等力学性能的合金铸铁铸件。尤其是通过在上述制备过程中添加炉前孕育剂和随流孕育剂，这两种孕育剂的双效协同作用可以使合金铸铁中形成了小的晶粒相，还避免了碳化物的大量生成，这大大改善了合金铸铁的力学性能。可见，该制备方法简单，易操作，并能保证合金铸铁具有优异的力学性能。

具体地，在步骤101中，对原料生铁、钢、焦炭置的熔炼温度为1500℃-1650℃，例如可以为1500℃、1530℃、1560℃、1590℃、1620℃、1650℃等，如此设置熔炼温度的范围保证了原料组分中的大部分原料能够熔融，原料中未熔融的固态物质可以随原料液体流动、扩散并均匀分布，这减少了本发明实施例提供的合金铸铁的成分发生偏析的现象，而且设置上述熔炼温度的范围有利于原料混合物中的气体、夹杂物的排出，这便于形成力学性能均一的本发明提供的合金铸铁。作为优选，选用生铁、废钢、焦炭进行熔炼，以减少成本。

具体地，在步骤103中的浇注的温度为1350℃-1450℃，例如为1350℃、1370℃、1390℃、1410℃、1430℃、1450℃等。浇注温度过高会引起砂型发生膨胀变形，而且易产生表面带有气孔的废品，浇注温度过低，降低铁水的流动性，产生冷隔等缺陷，将浇注温度设置在上述范围内，可以制得力学性能优异的本发明实施例提供的合金铸铁铸件。作为优选，浇注的温度为1350℃-1400℃，将浇注的温度设置在如此范围内，可以保证铁水的流动性最好，便于制得力学性能最优的本发明实施例提供的合金铸铁铸件。

可以理解的是，孕育处理可降低铁水的过冷倾向，增加石墨的成核能力，减少碳化物的大量生成，且可以减小合金铸铁的晶粒粒度，这将大大改善合金铸铁的力学性能。其中，在本发明实施例提供的合金铸铁的制备过程中，添加了两次孕育剂，即在步骤102和步骤103中分别添加的炉前孕育剂和随流孕育剂。因为炉前孕育后的铁水在浇注前需要停留一段时间以使炉前孕育铁水达到合适的浇注温度，停留一段时间后孕育效果易发生衰退，因此在浇注的过程中添加随流孕育剂，以提高孕育处理的效果。

其中，炉前孕育剂的加入量占铁水的质量百分比为0.3％-0.5％，随流孕育剂的加入量占铁水的质量百分比为0.15％-0.25％，例如，炉前孕育剂的加入量占铁水的质量百分比可以为0.3％、0.35％、0.4％、0.45％、0.5％等，随流孕育剂的加入量占铁水的质量百分比可以为0.15％、0.17％、0.19％、0.22％、0.25％等，加入上述比例的两种孕育剂可使孕育处理达到较好的效果，此时可使本发明实施例提供的合金铸铁达到最佳的力学性能。

具体地，炉前孕育剂为稀土孕育剂和/或钡-硅-铁复合孕育剂，随流孕育剂为钡-硅-铁复合孕育剂，如此选用炉前孕育剂及随流孕育剂可以使铁水充分地被孕育处理。例如炉前孕育剂为稀土孕育剂、钡-硅-铁复合孕育剂中的任意一种，或者为两者的混合物。选用这两种孕育剂主要由于这两种孕育剂具有优异的孕育效果，且容易获取。其中，稀土孕育剂包括以下质量百分比的组分：稀土20％-26％、硅40％-45％，余量为铁，例如稀土的质量百分比可以为20％、21％、23％、24％、26％等，硅的质量百分比可以为40％、41％、43％、44％、45％等，余量为铁；钡-硅-铁复合孕育剂包括以下质量百分比的组分：钡4％-6％、铁18％-23％、余量为硅，例如钡的质量百分比可以为4％、5％、6％等，铁的质量百分比可以为18％、19％、20％、21％、22％、23％等，余量为硅。如此设置稀土孕育剂及钡-硅-铁复合孕育剂的成分和比例，可以使其发挥到最佳的孕育处理效果。作为优选，炉前孕育剂为稀土孕育剂与钡-硅-铁复合孕育剂的混合物，将钡-硅-铁复合孕育剂和稀土孕育剂混合使用，可以发挥这两种孕育剂的双效协同的作用，进而使孕育处理达到最佳的孕育处理效果。更为详细地，稀土孕育剂和钡-硅-铁复合孕育剂的混合物中，各组分所占铁水的质量百分比为：稀土孕育剂0.05％-0.15％、钡-硅-铁复合孕育剂0.25％-0.35％。举例来说，稀土孕育剂的质量百分比可以为0.05％、0.1％、0.15％等，钡-硅-铁复合孕育剂的质量百分比可以为0.25％、0.27％、0.3％、0.32％、0.35％等。如此设置上述孕育剂混合物中两种成分的质量百分比便于使该孕育剂混合物达到最佳的孕育处理效果，而且该混合物中硅所占的质量百分比较高，这降低了该孕育剂混合物的成本。

第三方面，本发明实施例提供了上述合金铸铁在制造内燃机零件中的应用。

本发明实施例提供的合金铸铁，用该合金铸铁生产的零件本体硬度为190HB-240HB，抗拉强度达到300MPa以上，疲劳强度达到70MPa以上，符合内燃机零件的力学性能要求，满足了内燃机的使用安全性，因此可以用于制造内燃机中力学性能要求较高的零件，如内燃机的气缸机体、缸盖、底座、活塞、连杆、传动杆、密封环、齿轮等。可以理解的是，本发明实施例提供的合金铸铁不仅仅适用于内燃机零件，其还可应用于其他以优异力学性能的合金铸铁为材质的机械零件。具体地，本发明实施例提供的合金铸铁的各项性能如下表2所示：

表2

合金铸铁	硬度(HB)	抗拉强度(MPa)	疲劳强度(MPa)
				单铸试块	220-280	≥360MPa	≥70
附铸试块	190-250	≥300	≥70
				零件本体	190-250	≥300	≥70

以下将通过具体实施例进一步地描述本发明。

在以下具体实施例中，所涉及的操作未注明条件者，均按照常规条件或者制造商建议的条件进行。所用原料未注明生产厂商及规格者均为可以通过市购获得的常规产品。

实施例1

本实施例提供了一种合金铸铁铸件，以质量百分比计，该合金铸铁铸件包括的组分为：C 3.1％、Si 2.2％、Mn 1.0％、Cu 0.6％、Mo 0.55％、Fe 92.45％，以及不可避免的余量杂质。

其中，本实施例1所提供的合金铸铁铸件通过如下方法制备得到：

根据上述各组分的质量百分比，将生铁、废钢、焦炭置于熔炉中，并在温度为1500℃的条件下进行熔炼，形成铁水，然后将占铁水的质量百分比为0.3％的Ba-Si-Fe复合孕育剂加入熔炉的出铁槽中，使Ba-Si-Fe复合孕育剂随铁水一同流入铁水包中，同时加入铜、钼铁等合金，得到炉前孕育铁水；待炉前孕育铁水达到1350℃时，将炉前孕育铁水倒入铸件砂型中进行浇注成型，在浇注的过程中，向流动的炉前孕育铁水中再次添加占铁水的质量百分比为0.15％的Ba-Si-Fe复合孕育剂，然后降温冷却，得到本实施例1提供的合金铸铁铸件。其中，Ba-Si-Fe复合孕育剂中各组分的质量百分比为：Ba 4％、Si 76％、Fe 20％。

实施例2

本实施例提供了一种合金铸铁铸件，以质量百分比计，该合金铸铁铸件包括的组分为：C 3.1％、Si 2.1％、Mn 1.0％、Cu 0.5％、Mo 0.55％、Fe 92.65％，以及不可避免的余量杂质。

其中，本实施例2所提供的合金铸铁铸件通过如下方法制备得到：

根据上述各组分的质量百分比，将生铁、废钢、焦炭置于熔炉中，并在温度为1520℃的条件下进行熔炼，形成铁水，然后将占铁水的质量百分比为0.4％的Ba-Si-Fe复合孕育剂加入熔炉的出铁槽中，使Ba-Si-Fe复合孕育剂随铁水一同流入铁水包中，同时加入铜、钼铁等合金，得到炉前孕育铁水；待炉前孕育铁水达到1360℃时，将炉前孕育铁水倒入铸件的砂型中进行浇注成铸件，在浇注的过程中，向流动的炉前孕育铁水中再次加入占铁水的质量百分比为0.17％的Ba-Si-Fe复合孕育剂，然后降温冷却，得到本实施例2提供的合金铸铁铸件。其中，Ba-Si-Fe复合孕育剂中各组分的质量百分比为：Ba 5％、Si 72％、Fe 23％。

实施例3

本实施例提供了一种合金铸铁铸件，以质量百分比计，该合金铸铁铸件包括的组分为：C 3.0％、Si 2.2％、Mn 1.0％、Cu 0.6％、Mo 0.55％、Fe 92.6％，以及不可避免的余量杂质。

其中，本实施例3所提供的合金铸铁铸件通过如下方法制备得到：

根据上述各组分的质量百分比，将生铁、废钢、焦炭置于熔炉中，并在温度为1550℃的条件下进行熔炼，形成铁水，然后将占铁水的质量百分比为0.4％的Ba-Si-Fe复合孕育剂及稀土孕育剂的混合物加入熔炉的出铁槽中，使Ba-Si-Fe复合孕育剂及稀土孕育剂的混合物随铁水一同流入铁水包中，同时加入铜、钼铁等合金，得到炉前孕育铁水；待炉前孕育铁水达到1370℃时，将炉前孕育铁水倒入砂型中进行浇注成型，在浇注的过程中，向流动的炉前孕育铁水中再次添加入占铁水的质量百分比为0.2％的Ba-Si-Fe复合孕育剂，然后降温冷却，得到本实施例3提供的合金铸铁铸件。

其中，Ba-Si-Fe复合孕育剂及稀土孕育剂占铁水的质量百分比分别为0.1％、0.3％，稀土孕育剂中各组分的质量百分比为：稀土22％、硅42％、铁36％，Ba-Si-Fe复合孕育剂中各组分的质量百分比为：Ba 5％、Si 73％、Fe 22％。

实施例4

本实施例提供了一种合金铸铁铸件，以质量百分比计，该合金铸铁铸件包括的组分为：C 3％、Si 2.1％、Mn 1.0％、Cu 0.6％、Mo 0.55％、Fe 92.7％，以及不可避免的余量杂质。

其中，本实施例4所提供的合金铸铁铸件通过如下方法制备得到：

根据上述各组分的质量百分比，将生铁、废钢、焦炭置于熔炉中，并在温度为1600℃的条件下进行熔炼，形成铁水，然后将占铁水的质量百分比为0.5％的Ba-Si-Fe复合孕育剂和稀土孕育剂的混合物加入熔炉的出铁槽中，使该混合物孕育剂随铁水一同流入铁水包中，同时加入铜、钼铁等合金，得到炉前孕育铁水；待炉前孕育铁水达到1400℃时，将炉前孕育铁水倒入铸件的砂型中进行浇注成铸件，在浇注的过程中，向流动的炉前孕育铁水中再次入占铁水的质量百分比为0.25％的Ba-Si-Fe复合孕育剂，然后降温冷却，得到本实施例4提供的合金铸铁铸件。

其中，Ba-Si-Fe复合孕育剂及稀土孕育剂占铁水的质量百分比分别为0.15％、0.3％，稀土孕育剂中各组分的质量百分比为：稀土24％、硅44％、铁32％，Ba-Si-Fe复合孕育剂中各组分的质量百分比为：Ba 5％、Si 75％、Fe 20％

对本实施例制备的合金铸铁铸件取样进行金相分析。其中，附图1为本实施例提供的放大100倍的合金铸铁中石墨的形态与分布情况的金相显微镜图，由附图1可以看出，本实施例提供的合金铸铁试样的金相图中的66wt％石墨主要以片状石墨(A型石墨)的形态均匀分布，这种高含量的片状石墨(A型石墨)可以大大改善本实施例提供的合金铸铁试样的抗拉强度和疲劳强度。

附图2为本实施例提供的放大500倍的合金铸铁中珠光体的形态与分布情况的金相显微镜图，由附图2可以看出，本实施例提供的合金铸铁试样的金相图中的珠光体的质量百分比约为金属基体的95％，而且主要以细片状的形式存在于金属基体中，这种高含量的细片状珠光体可以大大改善本实施例提供的合金铸铁试样的力学性能。

实施例5

本实施例通过如下方法对实施例1-4提供的合金铸铁铸件本体的力学性能和疲劳性能进行测试：

采用布氏硬度试验来测试实施例1-4提供的合金铸铁试样的硬度，其中，布氏硬度的测试方法为本领域技术人员所熟知的方法，在此不再详述；采用标准《GB/T 228.1-2010金属材料拉伸试验》的提供的方法测试实施例1-4提供的合金铸铁试样的抗拉强度；采用标准《GB/T 3075-2008金属材料疲劳试验轴向力控制方法》提供的方法测试实施例1-4提供的合金铸铁铸件本体试样的轴向拉伸-压缩疲劳强度，具体测试的实施例1-4提供的合金铸铁铸件本体试样的硬度、抗拉强度、疲劳强度的结果如表3所示：

表3

合金铸铁	硬度(HB)	抗拉强度(MPa)	疲劳强度(MPa)
				实施例1	220	361	70
实施例2	230	365	77
				实施例3	250	367	80
实施例4	260	372	90

由表3可以得出，本发明实施例1-4提供的合金铸铁铸件试样的硬度、抗拉强度、疲劳强度均达到了制造内燃机的零件的要求，可见，本发明实施例提供的合金铸铁具有优异的力学性能，能够用于生产内燃机的各个部分的零件。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种合金铸铁，其特征在于，所述合金铸铁包括以下质量百分比的组分：碳2.9％-3.1％、硅1.8％-2.2％、锰0.9％-1％、铜0.5％-0.6％、钼0.45％-0.55％、铁92.45％-92.75％、以及不可避免的杂质余量；

所述合金铸铁的金相组织中通过碳生成的石墨中，63wt％-68wt％的所述石墨以片状石墨的形态均匀分布，

所述合金铸铁的基体组织中，95wt％-99wt％的金属基体为珠光体，这些珠光体以细片状的形式存在于所述金属基体中，铁素体与碳化物合计小于5％，原料以铜钼合金的方式加入。

2.权利要求1所述的合金铸铁的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

步骤a、根据合金铸铁中各组分的质量百分比，将生铁、钢、焦炭置于熔炉中，并在温度为1500℃-1650℃的条件下进行熔炼，形成铁水；

步骤b、将炉前孕育剂加入所述熔炉的出铁槽中，使所述炉前孕育剂随所述铁水一同流入铁水包中，然后加入铜、钼铁合金，得到炉前孕育铁水；

步骤c、待所述炉前孕育铁水达到浇注温度时，将所述炉前孕育铁水倒入砂型中进行浇注，在所述浇注的过程中，向流动的所述炉前孕育铁水中添加随流孕育剂，得到随流孕育铁水；

步骤d、对所述随流孕育铁水进行降温冷却，得到所述合金铸铁。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述浇注温度为1350℃-1450℃。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述炉前孕育剂的加入量占所述铁水的质量百分比为0.3％-0.5％；

所述随流孕育剂的加入量占所述铁水的质量百分比为0.15％-0.25％。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述炉前孕育剂为稀土孕育剂和/或钡-硅-铁复合孕育剂，所述随流孕育剂为钡-硅-铁复合孕育剂。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述稀土孕育剂包括以下质量百分比的组分：稀土20％-26％、硅40％-45％、余量为铁；

所述钡-硅-铁复合孕育剂包括以下质量百分比的组分：钡4％-6％、铁18％-23％、余量为硅。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述稀土孕育剂和所述钡-硅-铁复合孕育剂的混合物中，各组分所占所述铁水的质量百分比为：稀土孕育剂0.05％-0.15％、钡-硅-铁复合孕育剂0.25％-0.35％。

8.权利要求1所述的合金铸铁在制造内燃机零件中的应用。