本文關(guān)鍵詞：鑄造成形領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)發(fā)展研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《鄭州大學(xué)》 2012年

硼對等溫淬火球墨鑄鐵組織和性能的影響

張景超  

【摘要】：等溫淬火球墨鑄鐵(Austempered Ductile Iron)是采用等溫淬火熱處理工藝獲得的針狀鐵素體和高碳奧氏體為主要基體組織的球墨鑄鐵,簡稱ADI。該材料具有強(qiáng)度高、韌性好、耐磨損、比強(qiáng)度高、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)成為21世紀(jì)的熱點(diǎn)材料之一。 本課題采用金相觀察、掃描電子顯微鏡、能譜分析、光譜分析、x-射線衍射分析、硬度測定、拉伸試驗(yàn)及磨損試驗(yàn),研究了不同硼含量及熱處理工藝對ADI的組織、力學(xué)性能及耐磨性能的影響。 在所研究的硼量(0～0.077%)范圍內(nèi),隨著硼含量的增加,石墨球化效果降低,石墨球球徑增加,數(shù)量減少,圓整度降低：當(dāng)含硼量低于0.008%時,石墨大小級別均到達(dá)了7級,石墨球化級別均達(dá)到2級；當(dāng)硼含量達(dá)到0.012%時,石墨大小等級為6級,球化等級為3級,當(dāng)硼含量的繼續(xù)增加到0.020%時,石墨大小等級為6級,球化等級4級,當(dāng)硼含量達(dá)到0.049%以上時,石墨大小等級嚴(yán)重下降達(dá)到5級以下,石墨球化級別達(dá)到5-6級。 鑄態(tài)組織主要由石墨球、珠光體、鐵素體和碳化物組成,當(dāng)硼含量較低時,硼以固溶的形式存在于基體中,當(dāng)硼含量較高時,硼主要以硼碳化物的形式析出,并且含量隨硼量的增加而增加：當(dāng)硼含量低于0.008%時,基體中的硼主要以固溶形式存在于鐵素體中,形成的硼碳化物比較少,當(dāng)硼含量為0.012%時,一部分固溶在基體中,一部分以硼碳化物的形式析出,并且硼碳化物的含量有所增加,該碳化物在基體中呈塊狀,分布比較均勻,當(dāng)硼含量大于0.020%時,硼碳化物含量繼續(xù)增加,主要以硼碳化物的形式存在,當(dāng)硼含量為0.049%時,主要以硼萊氏體的形式析出,呈較大塊狀或魚骨狀,當(dāng)硼含量為0.077%時,基體中形成的硼碳化物最多,該種碳化物方向性很強(qiáng),成排分布于基體中。 熱處理后的基體組織主要由石墨球、針狀鐵素體、殘余奧氏體和少量碳化物組成,B主要以Fe2B、Fe3B、Fe23(CB)6的存在形式；隨著硼含量由0%增加到0.020%,貝氏體針逐漸細(xì)化,數(shù)量明顯增加,殘余奧氏體含量減小,碳化物含量增多；表明加硼可以細(xì)化貝氏體針,增加貝氏體數(shù)量,促進(jìn)貝氏體相變和碳化物的形成,隨著硼含量的增加,試樣的布氏硬度和抗拉強(qiáng)度增加,伸長率和磨損率減小,耐磨性升高。在280℃下等溫淬火的試樣,隨著硼含量從0增加到0.020%,試樣的布氏硬度值由455HB增大到484HB,抗拉強(qiáng)度由1410MP增大到1482MP,伸長率由2.5%降低到1%,磨損率由1.39mg/m降低到1.12mg/m,耐磨性增加。 在所研究的等溫淬火溫度范圍(240℃、280℃、320℃)內(nèi),隨著等溫淬火溫度的升高,殘余奧氏體含量增加,貝氏體組織逐漸粗化,由針狀逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橛鹈珷?針間距增加,試樣的布氏硬度值和抗拉強(qiáng)度逐漸降低,伸長率和磨損率逐漸升高,耐磨性降低；當(dāng)硼含量為0.008%時,隨著等溫淬火溫度的升高,試樣的布氏硬度由481HB降低到394HB,抗拉強(qiáng)度由1465MP降低到1160MP,伸長率由2%升高到2.5%,磨損率1.05mg/m升高到1.29mg/m,試樣的耐磨性降低。 通過對不同含硼量ADI熱處理工藝、組織及性能的研究,得出：含硼0.008%的球墨鑄鐵經(jīng)900℃奧氏體化保溫1.5h,然后在280℃鹽浴池保溫2h的試樣綜合性能最好,最終組織為石墨球、針狀鐵素體、殘余奧氏體和少量碳化物,布氏硬度達(dá)到467HB,抗拉強(qiáng)度值為1435MPa,伸長率為2%,磨損率為1.24mg/m。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TG163
【目錄】：

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3 顏立鯤;[N];中國冶金報;2005年

4 林立恒;[N];世界金屬導(dǎo)報;2011年

5 記者 劉金橋;[N];衡水日報;2009年

6 高開升;[N];鞍山日報;2005年

7 王志凱;[N];世界金屬導(dǎo)報;2004年

8 安才;[N];中國有色金屬報;2002年

9 丁家偉 丁剛 強(qiáng)穎懷;[N];中國冶金報;2006年

10 東冶軋輥機(jī)械有限公司專家組;[N];中國冶金報;2009年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張朋;合金鋼表面納米貝氏體化的組織和性能研究[D];燕山大學(xué);2012年

2 徐雪霞;模擬方法在貝氏體鋼研究中的應(yīng)用[D];清華大學(xué);2008年

3 王勇圍;低碳Mn系空冷貝氏體鋼的強(qiáng)韌性優(yōu)化研究[D];清華大學(xué);2009年

4 喬志霞;連續(xù)冷卻30CrNi3MoV超高強(qiáng)鋼固態(tài)相變行為[D];天津大學(xué);2010年

5 王穎;先進(jìn)高強(qiáng)塑性Q-P-T鋼增塑機(jī)制及其動態(tài)力學(xué)性能[D];上海交通大學(xué);2012年

6 周瑞;粉末冶金M3：2高速鋼燒結(jié)行為及力學(xué)性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2008年

7 吳紅艷;低成本超細(xì)晶耐候鋼的開發(fā)研究[D];東北大學(xué);2008年

8 黃貞益;低合金高強(qiáng)度鋼成分—組織—性能控制與再制造[D];南京理工大學(xué);2012年

9 黃巍嶺;金屬陶瓷硬質(zhì)覆層材料的應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D];山東大學(xué);2008年

10 楊靜;高碳合金鋼低溫等溫轉(zhuǎn)變組織特征與力學(xué)性能的研究[D];燕山大學(xué);2012年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張景超;硼對等溫淬火球墨鑄鐵組織和性能的影響[D];鄭州大學(xué);2012年

2 張婷;鉻對CADI組織及性能的影響[D];鄭州大學(xué);2009年

3 荊余剛;新型貝氏體耐磨鑄鋼的試驗(yàn)研究[D];東北大學(xué);2008年

4 左鵬鵬;貝氏體預(yù)硬型塑料模具鋼組織控制研究[D];上海大學(xué);2012年

5 胡濤;貝氏體焊條在工程材料中的基礎(chǔ)應(yīng)用研究[D];西華大學(xué);2010年

6 胡鋒;低溫超級貝氏體鋼的相變[D];武漢科技大學(xué);2011年

7 董占吉;高碳含硅鋼中束狀貝氏體的形成機(jī)制研究[D];天津理工大學(xué);2012年

8 孔德群;高碳含硅鋼中束狀貝氏體的生長行為研究[D];天津理工大學(xué);2012年

9 陳城;鐵路轍叉用貝氏體鋼氫脆特性的研究[D];燕山大學(xué);2012年

10 萬進(jìn);熱處理工藝對超高強(qiáng)度貝氏體鋼組織和性能的影響[D];武漢科技大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：鑄造成形領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)發(fā)展研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：123688