本文以兩種不同牌號水平連鑄球墨鑄鐵型材(LZQT500-7和LZQT600-3)為研究對象,研究了水平連鑄生產工藝對型材不同部位組織、力學性能和耐腐蝕性能的影響規(guī)律,同時使用Image J軟件對其組織(石墨球數量、直徑、形狀因子、珠光體數量和片層間距)進行了定量統(tǒng)計分析。在此基礎上,研究了兩種相應等溫淬火球墨鑄鐵不同部位的組織、力學性能和耐腐蝕性能,對ADI組織(貝氏體鐵素體長度和厚度、殘留奧氏體數量)進行了定量統(tǒng)計分析,探討了0.3%Cu對球墨鑄鐵型材及其等溫淬火球墨鑄鐵不同部位組織與性能的影響規(guī)律。所得主要結論如下:(1)LZQT500-7和LZQT600-3球鐵型材不同部位的鑄態(tài)組織均由鐵素體、珠光體和石墨球組成。(2)按照水平連鑄生產時鑄鐵型材所處的位置,LZQT500-7球鐵型材左側表層至心部石墨球數量減少、球化變差、球徑增大,珠光體數量增多、片層間距減小。硬度水平方向關于型材中心基本對稱,垂直方向硬度上下明顯不對稱,下側硬度略高于上側的同部位。表層和1/2R拉伸強度和扭轉強度均優(yōu)于心部。LZQT600-3球鐵型材左側表層至心部的組織與力學性能變化趨勢與LZQT500-7球鐵型材相同。但銅元素的添加,不同部位石墨球數量增多、球徑減小、珠光體數量增多、片間距減小,拉伸強度和扭轉強度均得到了提高,斷面敏感性降低。(3)LZQT500-7和LZQT600-3球鐵型材的耐腐蝕性能從表層至心部逐漸變差。但銅元素的添加,由于增加了型材不同部位的珠光體數量,耐腐蝕性能均有所降低。(4)LZQT500-7和LZQT600-3等溫淬火球墨鑄鐵不同部位的組織均由貝氏體型鐵素體、殘留奧氏體和石墨球組成。(5)LZQT500-7等溫淬火球墨鑄鐵左側表層至心部針狀鐵素體尺寸增長變厚,殘留奧氏體數量減少。表層和1/2R拉伸強度和扭轉強度均優(yōu)于心部。LZQT600-3等溫淬火球墨鑄鐵左側表層至心部針狀鐵素體尺寸和殘留奧氏體數量變化趨勢與LZQT500-7等溫淬火球墨鑄鐵相同。但銅元素的添加,不同部位的針狀鐵素體明顯細化,變短變薄,殘留殘留奧氏體數量增多,拉伸強度和扭轉強度均得到了提高。(6)LZQT500-7和LZQT600-3等溫淬火球墨鑄鐵的耐腐蝕性能從表層至心部逐漸變差。銅元素的添加,由于增加了型材不同部位的殘留奧氏體數量,耐腐蝕性能得到了提高。(7)LZQT500-7球鐵型材及其ADI下側表層至心部的組織與力學性能性能同左側有相同的變化規(guī)律。由于重力作用,下側1/2R處組織明顯細小,拉伸強度和扭轉強度較高,優(yōu)于下側表層。(8)LZQT500-7和LZQT600-3球鐵型材及其相應的ADI拉伸試樣的斷裂機制均為微孔聚集型和解理混合型斷裂,扭轉試樣的斷裂機制均為純剪切斷裂。
【學位單位】：西安理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TH322
【部分圖文】：

1 緒論1 緒論1.1 水平連鑄鑄鐵型材1.1.1 水平連鑄鑄鐵型材及特點水平連鑄鑄鐵型材（horizontal continuous casting iron bars，HCCIBs）的生產方法是將處理好的鐵水倒入保溫爐內，在水冷石墨套結晶器的作用下，凝固成具有一定強度的凝殼，然后在牽引機的作用下，拉拔成型材。該過程中，保溫爐內的鐵水會一直補充，如此反復循環(huán)，實現(xiàn)連續(xù)生產，拉拔出的型材根據一定的長度被切割成商品型材，生產線如圖 1-1所示[1]。

因為隨著溫度下降，鐵素體中的碳擴散變得非常緩慢。[15]研究了不同銅含量（0.09%、3.35%、6.84%和 14.2%）對鑄鐵屈服強度和鑄鐵布氏硬度的影響規(guī)律，結果如圖 1-2 所示。可以看到，珠光體的布氏硬度均隨銅含量的增加而提高。這是由于銅的加入，細化了珠光Cu 沉淀相的協(xié)同作用造成的。銅的加入使珠光體細化、穩(wěn)定，并且銅時，使基體完全珠光體化；進一步增加銅，珠光體的片層間距顯著減小 相顆粒沉淀相析出，位錯釘扎作用增強，位錯運動的阻力進一步增加。時，形成滲碳體，并且納米級的 ε-Cu 相顆粒沉淀相數量明顯增加，硬著銅的增加，珠光體的細化和納米級的 ε-Cu 沉淀相的體積分數達到飽體顯微硬度增長率變緩的原因。同時，由于在試樣中形成了滲碳體，含14.2%Cu）的布氏硬度明顯高于其它試樣。同時，可以看到銅含量從 0，試樣的拉伸強度逐漸增加，在 6.84%Cu 時取得最大值。然而，銅含量強度急劇降低，這是由于組織出現(xiàn)滲碳體，使材料變脆，導致試樣在發(fā)始階段早期斷裂失效。

Tab. 2-1 Chemical composition of the HCCDIBsSi Mn P S Cu 2.41 0.27 0.04 0.01 - 2.41 0.27 0.04 0.01 0.3 生產特點，鐵水在水冷石墨套的急冷作用下包裹的鐵水在隨后的空氣對流或二次噴水霧面組織與性能的均勻性，使型材斷面表層至型材組織與性能的研究[50]，發(fā)現(xiàn)型材斷面組，垂直方向上下不同，下部組織優(yōu)于上部。況，本文為了解型材不同截面的組織與性能m 處（下文統(tǒng)一描述為表層）、1/2R 半徑和心和扭轉（包括鑄態(tài)和等溫淬火）試樣均取自樣。相應的組織觀察試樣均取自對應拉伸或

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本文編號：2820768