本文關(guān)鍵詞：高硅鑄鐵組織與性能的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：腐蝕作為材料的三大失效方式之一,給社會帶來巨大的經(jīng)濟損失和災(zāi)難性事故。為此,開發(fā)了許多耐腐蝕的合金,如鋁基耐蝕合金、鎳基耐蝕合金、鈦基耐蝕合金、不銹鋼和耐蝕鑄鐵等。而在眾多的耐腐蝕金屬材料中,耐蝕鑄鐵由于其低廉的價格、優(yōu)良的鑄造性能以及優(yōu)異的耐蝕性能而被廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)中,其中高硅鑄鐵的應(yīng)用最為廣泛。但鑄鐵質(zhì)硬而脆,力學(xué)性能差,加工性能差,這阻礙了其應(yīng)用。因而在不降低鑄鐵的耐腐蝕性能基礎(chǔ)上,探索提高其力學(xué)性能的途徑具有十分重要的現(xiàn)實意義。本課題首先研究了硅元素對鑄鐵材料組織及性能的影響,采用金相顯微鏡、XRD衍射儀(XRD)以及電子探針分析儀觀察其微觀形貌并進行物相分析。其次選用硬度試驗和抗彎試驗,借助洛氏硬度值、抗彎強度和撓度值評估其力學(xué)性能好壞。再次采用電化學(xué)實驗法分析了鑄鐵在20%H2SO4溶液中的腐蝕行為。同時對比了鑄態(tài)和退火態(tài)樣品的組織和性能,研究退火處理對鑄鐵材料性能的改善作用。綜合力學(xué)性能和耐蝕性能優(yōu)選出最佳的硅含量�；趦�(yōu)選出的較好的Si含量,進一步通過添加銅元素研究銅含量對鑄鐵組織及性能的影響,考察其微觀組織、力學(xué)性能、耐蝕性能等,最終選出綜合性能最優(yōu)的Fe-Si-Cu成分。對五種硅含量不同的合金分別進行金相分析、力學(xué)性能分析和耐腐蝕性能分析,發(fā)現(xiàn)：隨著硅含量的增加,合金耐腐蝕性能提高,但硅含量大于17.44%時,增加硅含量不能使耐蝕性能進一步提高,因而為保證鑄鐵良好的耐蝕性能,Si含量設(shè)計應(yīng)大于12.26wt%且低于17.44wt.%；隨著硅含量的增加,合金的硬度值提高,尤其是當(dāng)Si≥17.44%時,硬度值急劇上升,脆性大大增加,抗彎強度及撓度降低；綜合考慮耐蝕性能和力學(xué)性能,認為Si含量為12.26%-15.55%時綜合性能較為優(yōu)異。對四種Cu添加量不同的合金分別進行金相分析、力學(xué)性能分析和耐腐蝕性能分析,發(fā)現(xiàn)：向高硅耐蝕鑄鐵中添加銅元素,可以起到改變石墨的形態(tài)和分布的作用,使晶間石墨的形態(tài)由散亂分布趨向于均勻分布；銅元素的添加能夠使高硅耐蝕鑄鐵的力學(xué)性能得到改善,即抗彎強度和撓度提高、硬度降低。退火熱處理對改善力學(xué)性能作用不大。銅元素的添加可以顯著提高高硅耐蝕鑄鐵的耐腐蝕性能。綜合考慮力學(xué)性能與耐蝕性能,認為成分B(14.7%Si和4.62%Cu)和成分C(15.5%Si和4.2%Cu)合金的綜合性能更為優(yōu)異,研究結(jié)果為高硅耐蝕鑄鐵的生產(chǎn)實踐提供參考。
【關(guān)鍵詞】：高硅鑄鐵 耐蝕性能 力學(xué)性能 銅
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG143.9
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-22
• 1.1 金屬材料的腐蝕9-13
• 1.1.1 腐蝕的危害9-10
• 1.1.2 腐蝕科學(xué)的發(fā)展10
• 1.1.3 腐蝕的分類10-12
• 1.1.4 腐蝕的本質(zhì)及特點12-13
• 1.2 提高合金耐蝕性的途徑13-15
• 1.2.1 提高合金熱力學(xué)穩(wěn)定性13
• 1.2.2 降低合金的陰極活性13-14
• 1.2.3 降低合金的陽極活性14
• 1.2.4 使合金表面形成較為完整的腐蝕產(chǎn)物保護層14-15
• 1.3 耐腐蝕金屬材料15-17
• 1.3.1 鋁基耐蝕合金15
• 1.3.2 鎳基耐蝕合金15-16
• 1.3.3 鈦基耐蝕合金16
• 1.3.4 不銹鋼16-17
• 1.3.5 耐蝕鑄鐵17
• 1.4 高硅耐蝕鑄鐵國內(nèi)外研究現(xiàn)狀17-21
• 1.5 本課題研究目的及方法21-22
• 1.5.1 研究目的21
• 1.5.2 研究方法21-22
• 2 試驗方法與裝置22-27
• 2.1 試驗材料22
• 2.2 試驗測試方法22-25
• 2.3 試驗樣品準(zhǔn)備25-27
• 2.3.0 試驗樣品成分25
• 2.3.1 鑄件的制備25-26
• 2.3.2 熱處理工藝26-27
• 3 硅元素對高硅鑄鐵組織與性能的影響27-39
• 3.1 硅元素對高硅鑄鐵的微觀組織的影響27-32
• 3.2 硅元素對高硅鑄鐵的力學(xué)性能的影響32-34
• 3.2.1 硬度測試32-33
• 3.2.2 抗彎實驗33-34
• 3.3 硅元素對高硅鑄鐵的耐蝕性能的影響34-38
• 3.4 小結(jié)38-39
• 4 銅元素對高硅鑄鐵組織與性能影響39-53
• 4.1 銅元素對高硅鑄鐵的微觀組織的影響39-48
• 4.2 銅元素對高硅鑄鐵的力學(xué)性能的影響48-49
• 4.2.1 硬度測試48-49
• 4.2.2 抗彎試驗49
• 4.3 銅元素對高硅鑄鐵的耐蝕性能的影響49-52
• 4.4 小結(jié)52-53
• 結(jié)論53-54
• 參考文獻54-57
• 致謝57-58

【相似文獻】

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本文編號：294108