等溫淬火球墨鑄鐵的低溫及磨損性能研究
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【摘要】:等溫淬火球墨鑄鐵(ADI)是具有良好綜合力學性能的材料,國內(nèi)外對高強度、高韌性的ADI低溫方面比較全面的研究相對較少,本試驗為了研究兩種高強度、高韌性的ADI材料(ADI-1和ADI-2)在低溫下性能的變化規(guī)律,做了低溫拉伸試驗、低溫沖擊試驗、硬度試驗以及摩擦磨損試驗,設置試驗溫度范圍分別為20℃、-20℃、-40℃、-60℃,同時做了金相分析、斷口SEM分析、XRD分析,最終得出以下結論:(1)隨著溫度的降低,兩種ADI材料的抗拉強度明顯升高,塑性和韌性下降,發(fā)生了由韌性斷裂到混合型斷裂再到脆性斷裂變化的過程。(2)與常溫情況相比,ADI-1材料在-20℃時,抗拉強度提高9.69%,伸長率下降25.62%,沖擊韌度下降51.85%,硬度上升較快;在-40℃時,卡拉強度提高14.48%,伸長率下降32.34%,沖擊韌度下降63.03%,但此時的沖擊功為43J,表明此時該材料的韌性比較良好;在-60℃時,拉強度提高19.80%,伸長率下降34.62%,沖擊韌度下降幅度較大,超過了70%,硬度有微小提高。表明ADI-1材料在低溫下的綜合力學性能比較良好。(3)與常溫相比,ADI-2材料在-20℃時,拉強度提高了5.22%,伸長率下降12.65%,沖擊韌度為75J,下降了19.36%;在-40℃時,相對于常溫條件抗拉強度提高了6.84%,伸長率下降20.17%,沖擊功下降52.69%;在-60℃時,抗拉強度提高了8.00%,伸長率下降27.8%,沖擊功為31J,下降了66.67%,溫度變化對硬度的影響不大。表明ADI-2材料在低溫下的綜合力學性能比ADI-1材料要穩(wěn)定。(4)通過XRD檢測奧氏體含量隨著溫度的變化趨勢,驗證了ADI材料在低溫和應力的作用下,殘余奧氏體會向馬氏體轉變,而且ADI-1材料轉變的奧氏體比ADI-2的要多。(5)ADI-1材料在常溫的磨損性能較好,該材料在-20℃低溫保溫處理之后,測得的磨損性能相對于常溫有了一定的提高,但隨著溫度的繼續(xù)降低,材料的磨損性能變化不明顯,表明適當?shù)牡蜏靥幚砜梢蕴岣咴摬牧系哪p性能,同時說明適當?shù)牡蜏靥幚硪部梢酝貙扐DI-1材料的使用范圍,而低溫處理對ADI-2的磨損性能影響不大。(6)ADI在盤銷式磨損試驗條件下的磨損機制主要為氧化磨損、磨粒磨損和表面剝落磨損。
【關鍵詞】:等溫淬火球墨鑄鐵 高強度 高韌性 低溫性能 磨損性能
【學位授予單位】:湖北工業(yè)大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2016
【分類號】:TG143.5
【目錄】:
- 摘要4-6
- Abstract6-10
- 第1章 引言10-21
- 1.1 ADI簡介10-11
- 1.2 選題背景及意義11-12
- 1.3 ADI的優(yōu)點12-13
- 1.4 國內(nèi)外的ADI研究現(xiàn)狀13-19
- 1.4.1 國外的ADI研究現(xiàn)狀14-16
- 1.4.2 國內(nèi)的ADI發(fā)展狀況16-19
- 1.5 課題研究的主要內(nèi)容19-21
- 第2章 試驗材料制備與試驗設備21-32
- 2.1 試驗技術路線21-22
- 2.2 成分設計22-24
- 2.3 鑄態(tài)球鐵的制作24-27
- 2.3.1 試驗所需材料24-25
- 2.3.2 熔煉及澆鑄過程25-27
- 2.4 球化孕育過程控制27-28
- 2.5 熱處理工藝過程控制28-30
- 2.6 試驗設備30-32
- 第三章 低溫對ADI材料力學性能的影響32-54
- 3.1 兩種ADI材料的組織分析32-34
- 3.1.1 兩種ADI材料的力學性能32
- 3.1.2 ADI材料的組織分析32-34
- 3.2 低溫下ADI材料的拉伸性能34-43
- 3.2.1 低溫拉伸試驗操作過程36
- 3.2.2 拉伸試驗數(shù)據(jù)與斷口分析36-43
- 3.3 低溫下ADI材料的沖擊性能43-47
- 3.3.1 低溫沖擊試驗操作過程44
- 3.3.2 試驗數(shù)據(jù)與分析44-47
- 3.4 低溫保溫處理之后ADI材料的硬度47-49
- 3.5 ADI材料的XRD分析49-52
- 3.6 本章小結52-54
- 第四章 低溫對ADI材料磨損性能的影響54-59
- 4.1 磨損試驗過程54-56
- 4.2 低溫處理后ADI材料的磨損性能56-57
- 4.3 本章小結57-59
- 第五章 主要結論59-60
- 第六章 總結與展望60-62
- 參考文獻62-65
- 致謝65-66
- 附錄66
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本文編號:379375
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