专利名称：一种航空用耐磨铁合金及其离心铸造方法
技术领域：
本发明属于铸造技术领域，特别涉及一种航空用耐磨铁合金及其离心铸造方法。
背景技术：
随着航空工业的迅猛发展，一些传统材料已无法满足飞机的使用要求，因此对材料的研究也更加的深入，伴随新材料、新工艺的不断发展，高Cr耐磨铁合金应运而生，这种材料不仅具有优越的力学性能，硬度和韧性都得到提高，同时还具有很好的耐磨性，它将逐渐取代用传统材料在飞机上的运用，成为新时期航空耐磨铸件的主选材料，而这种合金的成份控制及铸造方法，对最终的材料性能至关重要
发明内容
为解决现有技术存在的问题，本发明设计提供了一种航空用耐磨铁合金及其离心铸造方法，明确了该合金的化学成份及其铸造工艺，产品具有耐磨强度好，韧性较好，成本低等优点。本发明的技术方案是一种航空用耐磨铁合金，以Fe、Cr、C、Mn、Mo、Si为主要元素，各化学成分按重量比为 Cr 13. 5% 15. 0%、C 1. 8% 2. 0%、Mn 0. 6% I. 2%、Mo 0. 35% O. 5%、Si 1. 5% 2. 0%，余量Fe以及不可避免的杂质。采用这种合金的离心铸造方法，主要包括配料、熔炼、浇注、热处理步骤，铸件浇注完毕后保持离心机旋转10 15分钟，热处理时，在炉温不高于200°C时装炉，然后升温，在1000± 10°C范围内，保温4 6小时。本发明的积极效果和优点是I、铸件弹性模量彡193GPa,抗拉强度彡850MPa,硬度350 420HB，与传统的TCrMo合金铸件相比，提高了力学性能(韧性、耐磨性、硬度)，特别适合于航空领域使用。2、减少了贵重金属钥的用量，生产成本低。3、制备方法简单，易于控制。
具体实施例方式下面对本发明作进一步详细说明一种航空用耐磨铁合金，以Fe、Cr、C、Mn、Mo、Si为主要元素，各化学成分按重量比为Cr 14%, C :1. 9%、Mn :0. 65%、Mo :0. 37%、Si :1. 8%、余量为Fe以及不可避免的杂质。采用这种合金的离心铸造方法，主要包括配料、熔炼、浇注、热处理步骤，铸件浇注完毕后保持离心机旋转12 15分钟，热处理时，在炉温不高于200°C时装炉，然后升温，在1000±10°C范围内，保温5小时。在本发明中碳和铬是决定高铬合金铸铁基体组织、碳化物结构和性能的主要元素，碳量决定共晶碳化物数量，铬决定共晶碳化物类型。
碳含量是影响合金性能的关键元素之一，增加碳含量可以提高合金的耐磨性，但是随着含碳量的增加，合金的韧性降低，因此将碳含量控制在I. 9%。铬是一种强烈促进碳化物形成的元素，可使碳化物从普通的渗碳体(Fe3C)转变为合金碳化物(Fe，Cr)3C。在铸铁中，较高的铬量可以形成均匀分布的、细小弥散的M7C3型碳化物。铬既是一种强烈促进珠光体形成元素，又能细化珠光体组织。通常情况下，当铁液的碳当量大于3. 9%，不加入过量的合金元素，难以稳定珠光体组织，并且还可能会出粗大石墨，即使采取相当的孕育措施，也很艰难保证得到稳定的强度。加入合金元素Cr，可以起到既增加和稳定珠光体量，又细化珠光体组织的作用，显然能明显提高铸铁的强度，将铬含量控制在14%。硅元素只固溶在铸铁基体中而不形成其他相或化合物有一定的固溶强化作用。同时，硅还可以提高合金铸铁的淬透性，因此，合金铸铁中增加含硅量可以提高其硬度，由此提高耐磨性。在腐蚀过程中，固溶在合金铸铁基体中的硅除了提高基体的电极电位，降低电 化学腐蚀外，还可以在合金铸铁表面生成腐蚀产物(主要是SiO2)阻止腐蚀介质与铸铁表面直接接触，降低化学腐蚀。所以提高合金铸铁中的含硅量可以提高其冲蚀腐蚀磨损耐磨性，故硅量控制在I. 8%左右。锰在铸铁中有利于脱氧，锰固溶在奥氏体中，提高铸铁的淬透性，降低马氏体转变温度，过高的锰量增加奥氏体的量，降低铸铁的硬度，影响耐磨性，因此将锰含量控制在O. 65%。加入一定量的钥，可以提高铸铁的淬透性。但钥的价格较贵，合金化设计中应尽量减少，将钥含量控制在O. 37%。
权利要求
1.ー种航空用耐磨铁合金，以Fe、Cr、C、Mn、Mo、Si为主要元素，其特征在于各化学成分按重量比为 Cr 13. 5% 15. 0%、C : I. 8% 2. 0%、Mn 0. 6% I. 2%、Mo 0. 35% O. 5%、Si I.5% 2. 0%，余量Fe以及不可避免的杂质。
2.ー种利用权利要求I所述的航空用耐磨铁合金离心铸造方法，主要包括配料、熔炼、浇注、热处理步骤，其特征在于铸件浇注完毕后保持离心机旋转10 15分钟，热处理时，在炉温不高于200°C时装炉，然后升温，在1000±10°C范围内，保温4 6小吋。
全文摘要
本发明公开了一种航空用耐磨铁合金及其离心铸造方法，以Fe、Cr、C、Mn、Mo、Si为主要元素，各化学成分按重量比为Cr13.5%～15.0%、C1.8%～2.0%、Mn0.6%～1.2%、Mo0.35%～0.5%、Si1.5%～2.0%，在铸造方法中，铸件浇注完毕后保持离心机旋转10～15分钟，热处理时，在炉温不高于200℃时装炉，然后升温，在1000±10℃范围内，保温4～6小时，利用本发明生产的铸件弹性模量:≥193GPa,抗拉强度:≥850MPa,硬度:350～420HB，特别适合于航空领域使用。
文档编号B22D13/00GK102851598SQ201210320090
公开日2013年1月2日 申请日期2012年8月30日 优先权日2012年8月30日
发明者黎敬, 宋建业, 李安奎, 勾忠毅 申请人:贵州安吉航空精密铸造有限责任公司