CN112048660B - 一种球墨铸铁qt700-7的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种球墨铸铁QT700‑7的制备方法，包括以下步骤：1）备料：按以下重量百分比准备各原料，生铁10～30%、废钢20～50%、同材质炉料30～60%；2）熔化：分为以下步骤：依次向炉内加入生铁和废钢，生铁的加入量为生铁总重量的30～50%；待生铁在炉底形成溶液状态时，再加入增碳剂和预处理剂；加入同材质炉料、剩余生铁，待整炉的固态炉料熔化结束时，添加电解Cu，纯Sn，Mn铁，Si铁；当炉内温度大于1400℃时，取样分析化学成分，合格后进入球化、孕育工序。本发明生产出铸态的高强度高韧性的700‑7的球墨铸铁材料的抗拉强度提高到700MPa以上，并且保证伸长率指标达到7%以上。
Description
技术领域
本发明属于铸铁材料技术领域，具体涉及一种球墨铸铁QT700-7的制备方法。
背景技术
球墨铸铁由于其高强度、高韧性和低价格，良好的力学性能等特点，所以在材料市场上占有重要地位，广泛应用于汽车、农机等领域。然而，随着商用车马力的增大，对发动机的金属配件质量提出了更高的要求。若金属配件强度不够，不稳定，韧性指标低，会造成发动机在重承载过程中，因零件失效而丧失动力，严重时会发生事故。这就需要高强度和高韧性的铸件才能保证。
按国标材料的球墨铸铁牌号700，一般伸长率指标要求大于2％。一般情况下，满足强度大于700MPa的抗拉强度要求，把材料的基体组织中的珠光体做到80％以上，但同时伸长率指标会降低。满足抗拉强度大于700MPa，伸长率指标大于7％会非常困难。需要适当降低基体组织中的珠光体量，控制基体中有一定量的铁素体。这是基础，实际生产中，只做到这些，材料的性能指标仍不能达到700-7的要求。
现有的球磨铸铁工艺，需要进行热处理，提高强度和伸长率指标，这无形中增加了热处理设备和能源费用；而且在一些特殊的场合，不能稳定达到700-7的指标要求。稳定性差。
其次，我国生铁资源的条件差，微量干扰元素高，造成高强度高韧性铸件的量产困难。
因此，如何保证金属铸件在提高强度的同时满足高韧性的要求，并且具备低成本的优势，实现规模化生产成为亟待解决的技术难题。
发明内容
本发明的目的是提供一种球磨铸铁QT700-7的制备方法。
为实现上述发明目的，本发明采取以下技术方案：
一种球墨铸铁QT700-7的制备方法，包括以下步骤：
1)备料：按以下重量百分比准备各原料，生铁10～30％、废钢20～50％、同材质炉料30～60％；其中，
生铁中，按重量百分比计，P＜0.04％，S＜0.02％，Ti＜0.035％，V＜0.015％，Si＜1.00％；
废钢中，按重量百分比计，C＜0.6％，Si＜0.5％，Mn＜0.5％，Ti＜0.015％，其余微量元素V＜0.02％，Pb＜0.01％，Sn＜0.008％，W＜0.01％；
2)熔化：分为以下步骤：第一步依次向炉内加入生铁和废钢，生铁的加入量为生铁总重量的30～50％；第二步待生铁在炉底形成溶液状态时，再加入增碳剂和预处理剂；第三步加入同材质炉料、剩余生铁，第四步待整炉的固态炉料熔化结束时，添加电解Cu，纯Sn，Mn铁，Si铁；第五步当炉内温度大于1400℃时，取样分析化学成分，满足条件即为合格，并进入球化、孕育工序：
主要元素控制范围：C 3.5％～3.8％，Si 2.3％～2.7％，Mn 0.3％～0.5％，S0.009～0.02％，Ni<0.08％，P＜0.04％，Mg 0.04～0.05％，Cu 0.2％～0.5％，Sn 0.02％～0.04％；
微量元素控制范围：Cr＜0.05％，Mo＜0.05％，V＜0.015％，Ti＜0.025％，Al＜0.02％，Zn＜0.05％，Sb＜0.01％，Pb＜0.005％，Nb＜0.05％；
3)球化、孕育：将处理铁水重量的1.35～1.45％的球化剂置于凹坑式球化室内，覆盖待加铁水的0.2～0.3wt％的硅锶孕育剂，并在上面覆盖同材质铁屑，最后加盖带孔盖板，再倒入铁水，铁水在球化的过程中进行第一次孕育；所述硅锶孕育剂的粒度3～10mm；本步骤中加入同材质铁屑的作用在于，紧实覆盖球化剂和孕育剂，控制与铁水接触的时间，保证球化和孕育质量；
第二次孕育：第一次孕育后进入倒包，倒包同时添加铁水0.2～0.3wt％的长效孕育剂(硅钡孕育剂)进行第二次孕育，所述长效孕育剂的粒度1～3mm；
第三次孕育为浇注过程中，添加铁水的0.08～0.12wt％的硅锶孕育剂进行第三次孕育即可得球墨铸铁QT700-7产品；所述的硅锶孕育剂粒度为0.1～0.5mm。
所述硅锶孕育剂中，硅70～75wt％、钙<0.1wt％、锶1～2wt％、铝<0.5wt％；所述长效孕育剂中，硅60～68wt％、钙1～2wt％、钡10～14wt％、铝<1.5wt％；所述球化剂中，硅42～47％、镁5.5～6.5％、稀土RE 0.5～1.5％、钡1～3％。
所述预处理剂中，含硅60～66wt％、铝3.5～4.5wt％、钙1～2wt％、锆3～5wt％，其余为铁，粒度3～10mm。
本发明通过对生产工艺过程进行有效监控：使用优质材料；废钢使用比例增加，且在一定的控制范围；熔化的加料顺序进行限定并标准化；对主要元素和微量元素进行控制，减少其波动大对基体组织的影响；再配合简单可行的球化工艺，多次孕育手段，保证球状石墨的数量和圆整度。实现稳定的生产状态。生产出铸态的高强度高韧性的700-7的球墨铸铁材料的抗拉强度提高到700MPa以上，并且保证伸长率指标达到7％以上(伸长率指标与国标材料标准相比，提升3倍以上)，可以应用在发动机瓦盖，支架，曲轴等产品上。满足了零件使用性能的要求，并且操作简单，工艺简单，成本低，便于规模化稳定生产。
本发明中孕育剂粒度选择依据在于：第一次孕育，在球化剂上面覆盖的0.2-0.3％的硅锶孕育剂，粒度3-10mm。起到覆盖和孕育的作用。通过球化过程的铁水搅拌，可以顺利熔化完，并保持孕育的作用到浇注结束。如粒度过大，不能起到覆盖作用，孕育剂之间的缝隙会快速进入铁液，不易铁水吸收，并造成硅元素的偏析。粒度过小，孕育作用衰减，在浇注末期，会因为孕育衰退，球化率降低，伸长率下降。第二次孕育，在倒包时，加入0.2-0.3％的长效孕育剂，粒度1～3mm。此过程没有搅拌作用，粒度需要减小。过大时，不易熔化，且造成硅元素偏析，过小时，会出现孕育衰退的缺陷，伸长率下降。第三次孕育，加入0.08-0.12％的硅锶孕育剂，粒度0.1～0.5mm，目视时呈粉末状。此时的孕育与浇注同步，铁水温度因为球化、第一次孕育，倒包，第二次孕育的作用急剧降低，粒度大时，无法熔化吸收。粒度过小，直接会成为杂质，失去孕育作用。
本发明的技术关键点在于：1、对原材料中的生铁和废钢成分做出要求；2、加大并控制废钢的使用比例在20-50％；3、熔化时，加料顺序需要控制。各种炉料的加入先后顺序需要标准化；4、主要元素和微量元素的控制范围；5、球化工艺及辅助器具，如球化包，专用盖板；6、多次孕育工艺的实施。
与现有技术相比，本发明达到的技术效果为：
1)本发明使用的废钢比例增加并控制在一定范围，同时通过加入一定量的增碳剂，增加铁水中的外来晶核，有利于铁水中的碳的活度增加，有利于球状石墨的数量增加；
2)本发明对材料中微量元素的含量上限控制做出要求。这是因为，随着微量元素含量提高，性能指标中伸长率就会降低。微量元素降低，性能指标中的伸长率就会逐步提升。考虑到这些微量元素主要为原材料带入，根据实施过程得到的数据，针对控制范围的上限做出了要求，当对材料中微量元素的含量上限控制在本发明范围内时，其得到的球墨铸铁性能优异；
3)本发明对熔化时的炉料加入顺序进行限制，可以稳定熔化状态，稳定元素含量，有利于精准的控制元素波动，避免较大波动造成的差异影响；先期先加入一定量的生铁、废钢，有利于在炉底形成溶液，利于温度均匀，且可以缩短整炉的熔化时间，节省电能；再加增碳剂和预处理剂，有利于增碳剂的吸收和铁水中有效核心的形成。最后加入同材质炉料，剩余生铁，这样可保证铁水中良好的C的活度，为产品的后期球化，孕育提供优良的原铁液，稳定产品的基体组织，稳定硬度，这对材料质量非常关键。
4)采用凹坑式球化室球化处理过程稳定，这是因为凹坑式球化室可根据铁水的处理量、需要加入的球化剂重量和对应的孕育剂量设计合适尺寸的球化室，这样在铁水处理时，有利于控制球化反应的质量，稳定球化反应过程，球化元素Mg的吸收率波动小，残留Mg值稳定，有利于产品球化率稳定，有利于提升材料的伸长率指标；
5)采用本发明中三次孕育工艺，保证铁水中有足够有效的石墨核心，并细化球状石墨，有利于石墨圆整度的控制，材料的球化率可以稳定达到90％以上，通过两种孕育剂的复合使用，利于在产品上获得更多数量的球状石墨，这是韧性指标提高的保证。单位面积的石墨数量少，不圆整，伸长率指标就低；单位面积的石墨数量增多，圆整时，伸长率指标就会提升；
6)本发明制备的产品可以直接按铸态供货，取消热处理环节，减少热处理设备投资费用和能源费用，降低了产品的生产成本，使产品更具有价格竞争力。
附图说明
图1-5分别是实施例1-5的金相组织照片。
具体实施方式
为更好地理解本发明，下面以具体实施例对本发明做进一步说明。
本发明及实施例中所述的同材质炉料和同材质铁屑中的“同材质”，均是指和球墨铸铁QT700-7产品成分相同，譬如同材质炉料是加工过程中产生的炉料，同材质铁屑是在加工后产生的铁屑，烘干后使用。
本发明及实施例中，所述硅锶孕育剂、长效孕育剂及球化剂均为市售产品，其具体规格为：硅锶孕育剂中，硅70～75wt％、钙<0.1wt％、锶1～2wt％、铝<0.5wt％；长效孕育剂中，硅60～68wt％、钙1～2wt％、钡10～14wt％、铝<1.5wt％；球化剂中，硅42～47％、镁5.5～6.5％、稀土RE0.5～1.5％、钡1～3％；增碳剂为石墨化增碳剂，其中，挥发分<0.05％、灰分<0.5％、硫分<0.05％、氮<0.03％、固定碳≥99.5％。预处理剂中，含硅60～66wt％、铝3.5～4.5wt％、钙1～2wt％、锆3～5wt％，其余为铁，粒度3-10mm，市售。
实施例1
一种球墨铸铁QT700-7的制备方法，包括以下步骤：
1)按以下重量百分比准备各原料：生铁用量20％，废钢20％，同材质炉料60％；其中，
生铁中(按重量百分比计)：Si 0.8％，P 0.035％，S 0.015％，Ti 0.03％，V0.01％；
废钢中(按重量百分比计)：C0.5％，Si0.45％，Mn 0.35％，Ti 0.015％，其余微量元素V 0.01％，Pb 0.0008％，Sn 0.005％，W 0.008％；
2)熔化：按5吨铁水熔炼，先依次向炉内加入500Kg生铁和1000Kg废钢，待生铁在炉底形成溶液状态时，再加入35Kg增碳剂和10Kg预处理剂，之后再加入3000Kg同材质炉料、剩余500Kg生铁，最后添加电解Cu，纯Sn，Mn铁，Si铁提温，当炉内温度大于1400℃时，取样分析化学成分，满足条件即为合格，并进入球化、孕育工序。
主要元素控制范围：
其他微量元素：
3)球化、孕育：按每包800Kg铁水处理，先加入铁水的1.45wt％的球化剂于凹坑式球化室内，上面覆盖0.2wt％粒度为3～10mm的硅锶孕育剂，并在上面覆盖同材质铁屑5Kg，最后上面加盖带孔盖板，再加入铁水，铁水在球化的过程中进行第一次孕育；倒包时加入铁水量0.2wt％粒度1-3mm的长效孕育剂(硅钡孕育剂)进行第二次孕育；浇注时，随铁流加入0.08wt％粒度0.1～0.5mm的硅锶孕育剂进行第三次孕育即可。
实施例2
一种球墨铸铁QT700-7的制备方法，包括以下步骤：
1)按以下重量百分比准备各原料：生铁用量20％，废钢30％，同材质炉料50％；
其中，按重量百分比计，生铁：P 0.033％，S 0.017％，Ti 0.033％，V 0.01％，Si0.75％；
废钢：C 0.35％，Si 0.35％，Mn 0.23％，Ti 0.010％，其余微量元素V 0.009％，Pb0.0009％，Sn 0.004％，W 0.008％；
2)熔化工艺：按5吨铁水熔炼：先依次向炉内加入500Kg生铁和1500Kg废钢，待生铁在炉底形成溶液状态时，再加入55Kg增碳剂和10Kg预处理剂，之后再加入2500Kg同材质炉料、剩余500Kg生铁，最后添加电解Cu，纯Sn，Mn铁，Si铁，提温，当炉内温度大于1400℃时，取样分析化学成分，满足条件即为合格，并进入球化、孕育工序。
元素控制：
其他微量元素：
4)球化、孕育：按每包800Kg铁水处理，先加入铁水的1.4wt％的球化剂于凹坑式球化室内，上面覆盖0.25wt％粒度为3～10mm的硅锶孕育剂，同时加入同材质铁屑5Kg，上面加盖带孔盖板，再加入铁水，铁水在球化的过程中进行第一次孕育；倒包时加入铁水量0.2wt％粒度1-3mm的长效孕育剂(硅钡孕育剂)进行第二次孕育；浇注时，随铁流加入0.10wt％粒度0.1-0.5mm的硅锶孕育剂进行第三次孕育即可。
实施例3
一种球墨铸铁QT700-7的制备方法，包括以下步骤：
1)按以下重量百分比准备各原料：生铁用量20％，废钢40％，同材质炉料40％；
其中，按重量百分比计，
生铁中，P 0.03％，S 0.012％，Ti 0.028％，V 0.012％，Si 0.70％；
废钢，C 0.2％，Si 0.2％，Mn 0.19％，Ti 0.011％，其余微量元素V 0.007％，Pb0.0011％，Sn 0.003％，W 0.005％；
2)熔化工艺：按5吨铁水熔炼：先依次向炉内加入500Kg生铁和2000Kg废钢，待生铁在炉底形成溶液状态时，再加入75Kg增碳剂和10Kg预处理剂，之后再加入2000Kg同材质炉料、剩余500Kg生铁，最后添加电解Cu，纯Sn，Mn铁，Si铁，提温，当炉内温度大于1400℃时，取样分析化学成分，满足条件即为合格，并进入球化、孕育工序。
元素控制：
其他微量元素：
3)球化、孕育：按每包800Kg铁水处理，先加入铁水的1.35wt％的球化剂于凹坑式球化室内，上面覆盖0.3wt％粒度为3-10mm的硅锶孕育剂，同时加入同材质铁屑5Kg，上面加盖带孔盖板，再加入铁水，铁水在球化的过程中进行第一次孕育；倒包时加入铁水量0.2wt％粒度1-3mm的长效孕育剂(硅钡孕育剂)进行第二次孕育；浇注时，随铁流加入0.12wt％粒度0.1-0.5mm的硅锶孕育剂进行第三次孕育即可。
实施例4
一种球墨铸铁QT700-7的制备方法，包括以下步骤：
1)按以下重量百分比准备各原料：生铁用量10％，废钢50％，同材质炉料40％；
其中，按重量百分比计，
生铁中，P 0.029％，S 0.015％，Ti 0.025％，V 0.009％，Si 0.92％；
废钢中，C 0.15％，Si 0.15％，Mn 0.15％，Ti 0.008％，其余微量元素V 0.005％，Pb 0.009％，Sn 0.0025％，W 0.004％；
2)熔化工艺：按5吨铁水熔炼：先依次向炉内加入250Kg生铁和2500Kg废钢，待生铁在炉底形成溶液状态时，再加入95Kg增碳剂和10Kg预处理剂，之后再加入2000Kg同材质炉料、剩余250Kg生铁，最后添加电解Cu，纯Sn，Mn铁，Si铁，提温，当炉内温度大于1400℃时，取样分析化学成分，满足以下条件即为合格，并进入球化、孕育工序。
元素控制：
其他微量元素：
4)球化、孕育：按每包800Kg铁水处理，先加入铁水的1.4wt％的球化剂，上面覆盖0.3wt％粒度为3-10mm的硅锶孕育剂，同时加入同材质铁屑5Kg，上面加盖带孔盖板，再加入铁水，铁水在球化的过程中进行第一次孕育；倒包时加入铁水量0.2wt％粒度1-3mm的长效孕育剂(硅钡孕育剂)进行第二次孕育；浇注时，随铁流加入0.10wt％粒度0.1-0.5mm的硅锶孕育剂进行第三次孕育即可。
实施例5
一种球墨铸铁QT700-7的制备方法，包括以下步骤：
1)按以下重量百分比准备各原料：生铁用量30％，废钢40％，同材质炉料30％；
其中，按重量百分比计，
生铁中，P 0.025％，S 0.016％，Ti 0.021％，V 0.001％，Si 0.65％；
废钢，C 0.13％％，Si 0.20％，Mn 0.15％，Ti 0.011％，其余微量元素V 0.006％，Pb 0.008％，Sn 0.003％，W 0.006％；
2)熔化工艺：按5吨铁水熔炼：先依次向炉内加入750Kg生铁和2000Kg废钢，待生铁在炉底形成溶液状态时，再加入70Kg增碳剂(石墨化增碳剂)和10Kg预处理剂，之后再加入1500Kg同材质炉料、剩余750Kg生铁，最后添加电解Cu，纯Sn，Mn铁，Si铁，提温，当炉内温度大于1400℃时，取样分析化学成分，满足条件即为合格，并进入球化、孕育工序。
元素控制：
其他微量元素：
5)球化、孕育：按每包800Kg铁水处理，先加入铁水的1.45wt％的球化剂，上面覆盖0.25wt％粒度为3-10mm的硅锶孕育剂，同时加入同材质铁屑5Kg，上面加盖盖板，再加入铁水，铁水在球化的过程中进行第一次孕育；倒包时加入铁水量0.25wt％粒度1-3mm的长效孕育剂(硅钡孕育剂)进行第二次孕育；浇注时，随铁流加入0.12wt％粒度0.1-0.5mm的硅锶孕育剂进行第三次孕育即可。
性能测试
对实施例1-5制备得到的球墨铸铁QT700-7的拉伸强度、伸长率、基体组织结构进行测试，结果如下表和图1-5所示。
实施例3-5，相比实施例1-2，强度提高，伸长率指标达到8.5-9.78％。从配比差异分析，主要是废钢使用比例提高，和同材质炉料使用比例减少。材料角度考虑，炼钢的熔化温度高于铸铁的温度，材料中杂质量降低，铁水更加纯净。另外在增加废钢用量和减少同材质炉料的用量后，大量的碳需要增碳剂来增加，铁水中成为石墨的核心的物质增多，在化学成分差异不大的情况下，强度和伸长率指标会有提高。在规模化生产时，需要考虑易推广和降低成本的角度，需要增加同材质炉料的用量，且考虑废钢的来源稳定性，通过实验验证实施例1和2也符合700-7的强度和伸长率要求，故将配比中生铁，废钢，同材质炉料的配比作了调整。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制，但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均应落在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种球墨铸铁QT700-7的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）备料：按以下重量百分比准备各原料，生铁10～30%、废钢20～50%、同材质炉料30～60%；其中，
生铁中，按重量百分比计，P＜0.04%，S＜0.02%，Ti＜0.035%，V＜0.015%，Si＜1.00%；
废钢中，按重量百分比计，C＜0.6%，Si＜0.5%，Mn＜0.5%，Ti＜0.015%，其余微量元素V＜0.02%，Pb＜0.01%，Sn＜0.008%，W＜0.01%；
熔化：分为以下步骤：第一步依次向炉内加入生铁和废钢，生铁的加入量为生铁总重量的30～50%；第二步待生铁在炉底形成溶液状态时，再加入增碳剂和预处理剂；第三步加入同材质炉料、剩余生铁，第四步待整炉的固态炉料熔化结束时，添加电解Cu，纯Sn，Mn铁，Si铁；第五步当炉内温度大于1400℃时，取样分析化学成分，满足条件即为合格，并进入球化、孕育工序：
主要元素控制范围：C 3.5%～3.8%，Si 2.3%～2.7%，Mn 0.3%～0.5%，S 0.009～0.02%，Ni<0.08%，P＜0.04%，Mg 0.04～0.05%，Cu 0.2%～0.5%，Sn 0.02%～0.04%；
微量元素控制范围：Cr＜0.05%， Mo＜0.05%，V＜0.015%， Ti＜0.025%，Al＜0.02%，Zn＜0.05%，Sb＜0.01%，Pb＜0.005%，Nb＜0.05%；
3）球化、孕育：将处理铁水重量的1.35～1.45%的球化剂置于凹坑式球化室内，覆盖待加铁水的0.2～0.3wt%的硅锶孕育剂，并在上面覆盖同材质铁屑，最后加盖带孔盖板，再倒入铁水，铁水在球化的过程中进行第一次孕育；所述硅锶孕育剂的粒度3～10mm；
第二次孕育：第一次孕育后进入倒包，倒包同时添加铁水0.2～0.3wt%的长效孕育剂（硅钡孕育剂）进行第二次孕育，所述长效孕育剂的粒度1～3mm；
第三次孕育为浇注过程中，添加铁水的0.08～0.12wt%的硅锶孕育剂进行第三次孕育即可得球墨铸铁QT700-7产品；所述的硅锶孕育剂粒度为0.1～0.5mm；
所述预处理剂中，含硅60～66wt%、铝3.5～4.5wt%、钙1～2wt%、锆3～5wt%，其余为铁，粒度3～10mm；
所述硅锶孕育剂中，硅70～75wt%、钙<0.1wt%、锶1～2wt%、铝<0.5wt%；所述长效孕育剂中，硅60～68wt%、钙1～2wt%、钡10～14wt%、铝<1.5wt%；所述球化剂中，硅42～47%、镁5.5～6.5%、稀土RE0.5～1.5%、钡1～3%。
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Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104313233A (zh) * | 2014-11-03 | 2015-01-28 | 罗建华 | 用废钢生产高伸长率球墨铸铁qt700-7的生产方法 |
| CN105861917A (zh) * | 2016-04-14 | 2016-08-17 | 东风精密铸造有限公司 | 一种熔模精密铸造铸态高性能球铁qt600-10的生产方法 |
| CN106011610A (zh) * | 2016-07-29 | 2016-10-12 | 西峡县内燃机进排气管有限责任公司 | 一种高强度球墨铸铁qt900-6及其制备方法 |
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| US9873928B2 (en) * | 2016-03-15 | 2018-01-23 | Federal-Mogul | High strength cast iron for cylinder liners |
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| CN111471923A (zh) * | 2020-05-20 | 2020-07-31 | 天津三和铁制品有限公司 | 一种薄壁球墨铸铁及其制造方法 |
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Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104313233A (zh) * | 2014-11-03 | 2015-01-28 | 罗建华 | 用废钢生产高伸长率球墨铸铁qt700-7的生产方法 |
| US9873928B2 (en) * | 2016-03-15 | 2018-01-23 | Federal-Mogul | High strength cast iron for cylinder liners |
| CN105861917A (zh) * | 2016-04-14 | 2016-08-17 | 东风精密铸造有限公司 | 一种熔模精密铸造铸态高性能球铁qt600-10的生产方法 |
| CN106011610A (zh) * | 2016-07-29 | 2016-10-12 | 西峡县内燃机进排气管有限责任公司 | 一种高强度球墨铸铁qt900-6及其制备方法 |
| CN106811676A (zh) * | 2017-01-04 | 2017-06-09 | 山东汇金股份有限公司 | 一种高强度高韧性铸态qt700‑10及其生产方法 |
| US20200095655A1 (en) * | 2018-09-20 | 2020-03-26 | GM Global Technology Operations LLC | As-cast high strength nodular iron with favorable machinability |
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| CN110964974A (zh) * | 2019-12-07 | 2020-04-07 | 湖北三环铸造股份有限公司 | 一种铸态高强度高伸长率合成球墨铸铁及其制备方法 |
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