本文關(guān)鍵詞：耐熱砂輪模具用蠕墨鑄鐵及石墨畸變的研究

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【摘要】：耐熱蠕墨鑄鐵制備的砂輪模具使用壽命不理想,同時砂輪模具材料需要具有良好的高溫抗拉強(qiáng)度、耐磨性和抗熱疲勞性。本文研究鉻的添加對中硅鉬蠕鐵的高溫拉伸性能、耐磨性和抗熱疲勞性能的影響,從而達(dá)到提升模具使用壽命的目的。同時借助液淬試驗(yàn)研究石墨畸變過程,并利用所得規(guī)律分析鉻在鐵液凝固過程對鑄態(tài)組織的影響。研究表明,鉻的添加對蠕化率的影響不大,但使石墨總量減少,珠光體和碳化物含量增加,使中硅鉬蠕鐵的抗拉強(qiáng)度增加。含0.71wt.%鉻的試樣的抗拉強(qiáng)度比未添加鉻的蠕鐵試樣提高了7.3%,同時硬度由200HBW提高到232HBW。在800℃條件下的抗拉強(qiáng)度得到明顯的提升,含0.71wt.%鉻的中硅鉬蠕鐵抗拉強(qiáng)度比不含鉻的普通中硅鉬蠕鐵提升了12%。隨著鉻的添加,中硅鉬蠕鐵的耐磨性能有所改善,其中含0.71wt.%鉻的蠕鐵試樣耐磨性最好,鉻的添加使珠光體和碳化物含量增加,同時鉻固溶于鐵素體,使鐵素體強(qiáng)度增加,導(dǎo)致平均磨損量和平均摩擦系數(shù)降低。在石墨周圍易于形成裂紋,當(dāng)裂紋經(jīng)過石墨時,裂紋沿石墨方向迅速開展,而珠光體和碳化物具有阻礙裂紋的擴(kuò)展的作用,含0.71wt.%鉻的蠕鐵試樣抗熱疲勞性能最好,這是由于鉻的添加使中硅鉬蠕鐵中石墨量減少,裂紋生長的誘因減少,同時珠光體和碳化物含量增多,對裂紋擴(kuò)展的阻礙作用增強(qiáng),從而提高了中硅鉬蠕鐵的抗熱疲勞性能。共晶凝固初期形成的蠕墨是由球狀石墨畸變而來的,凝固后期形成的蠕墨在殘余鐵液中長大,生長方式有殘余鐵液中變質(zhì)元素含量決定,其生長方向由奧氏體分布決定。在凝固過程中,鉻發(fā)生正偏析,在凝固后期殘余鐵液中富集,形成碳化物,同時在碳化物周圍基體中鉻富集,在共析轉(zhuǎn)變過程中阻礙滲碳體分解,使這一部分組織形成珠光體,所以鉻的添加促進(jìn)碳化物和珠光體形成。綜上所述,鉻的添加提高了中硅鉬蠕鐵的抗拉強(qiáng)度、硬度和高溫抗拉強(qiáng)度的同時,耐磨性能和抗熱疲勞明顯提高,使其可以在高溫條件下穩(wěn)定工作,其綜合性能明顯提高,使耐熱砂輪模具的使用壽命得到改善。
【關(guān)鍵詞】：中硅鉬蠕鐵 鉻 力學(xué)性能 耐磨性能 抗熱疲勞性能
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG143.49;TG76
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 國內(nèi)外研究近況10-11
• 1.1.1 蠕墨鑄鐵國外研究近況10-11
• 1.1.2 蠕墨鑄鐵國內(nèi)研究近況11
• 1.2 蠕墨鑄鐵應(yīng)用11-13
• 1.3 耐熱砂輪模具材料的現(xiàn)狀及模具存在的問題13-14
• 1.3.1 耐熱砂輪模具材料的現(xiàn)狀13
• 1.3.2 砂輪模具存在的問題13-14
• 1.4 蠕墨鑄鐵凝固分析所存在的問題14-16
• 1.5 課題研究內(nèi)容16-17
• 第2章 實(shí)驗(yàn)材料與方法17-22
• 2.1 試驗(yàn)材料成分設(shè)計(jì)17-18
• 2.2 合金的熔煉制備18
• 2.3 顯微組織分析18-19
• 2.4 性能測試19-22
• 第3章 耐熱蠕墨鑄鐵顯微組織和力學(xué)性能22-32
• 3.1 鉻對中硅鉬耐熱蠕墨鑄鐵顯微組織的影響22-26
• 3.1.1 試樣的化學(xué)成分檢測22
• 3.1.2 鉻對中硅鉬耐熱蠕鐵石墨形態(tài)的影響22-23
• 3.1.3 鉻對中硅鉬耐熱蠕鐵基體組織的影響23-25
• 3.1.4 碳化物周圍成分分布情況25-26
• 3.2 力學(xué)性能26-30
• 3.2.1 室溫拉伸性能26-28
• 3.2.2 硬度28-29
• 3.2.3 高溫拉伸性能29-30
• 3.3 本章小結(jié)30-32
• 第4章 耐熱蠕墨鑄鐵的耐磨性和抗熱疲勞性能32-42
• 4.1 鉻對中硅鉬蠕鐵耐磨性能的影響32-35
• 4.2 鉻對中硅鉬蠕鐵抗熱疲勞性能的影響35-41
• 4.2.1 鉻對中硅鉬蠕鐵抗熱疲勞性能的影響規(guī)律36-37
• 4.2.2 裂紋周圍成分分布37-38
• 4.2.3 組織對裂紋長大的影響38-41
• 4.3 本章小結(jié)41-42
• 第5章 耐熱蠕墨鑄鐵凝固過程觀測42-59
• 5.1 石墨析出規(guī)律及形貌特征42-46
• 5.1.1 模擬凝固過程42-43
• 5.1.2 石墨析出規(guī)律43-45
• 5.1.3 畸變石墨形態(tài)45-46
• 5.2 凝固過程中的基體變化46-51
• 5.2.1 石墨的畸變與基體形貌47-48
• 5.2.2 畸變石墨的形成48-50
• 5.2.3 畸變石墨周圍基體組織成分分布50-51
• 5.3 鉻的凝固過程對鑄態(tài)組織的影響51-52
• 5.4 碳化物與石墨的分布52-54
• 5.5 石墨與晶界的分布54-56
• 5.6 石墨畸變的影響因素56-57
• 5.7 本章小結(jié)57-59
• 第6章 結(jié)論59-60
• 參考文獻(xiàn)60-63
• 在學(xué)研究成果63-64
• 致謝64

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