采用光學(xué)顯微鏡（OM）、掃描電鏡（SEM）、拉伸試驗(yàn)、切削力測(cè)試等研究了SiBa-SiBa、RE-RE、SiBa-RE、SiBa-SiSr四種孕育劑對(duì)灰鑄鐵微觀組織、力學(xué)性能以及切削加工性能的影響。結(jié)果表明:4組試樣的組織主要為珠光體和A型石墨,其中RE-RE、SiBa-RE試樣局部分別存有少量E型和D型石墨。對(duì)比單一孕育劑,復(fù)合孕育劑更能細(xì)化珠光體與石墨,其中SiBa-SiSr試樣的石墨片最為細(xì)小彎曲,珠光體層片間距為0.166μm,抗拉強(qiáng)度與硬度分別為468 MPa和357 HBW;SiBa-SiBa試樣的石墨片最為寬大平直,其珠光體層片間距為0.3μm,抗拉強(qiáng)度與硬度分別為423 MPa和275 HBW。在相同切削條件下,SiBa-SiSr試樣的硬度漲幅最大,切削力變化量最小。從綜合性能上考慮,SiBa-SiSr是灰鑄鐵的首選孕育劑。 

【文章來源】：材料熱處理學(xué)報(bào). 2020,41(05)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

不同孕育處理的灰鑄鐵的石墨形態(tài)

珠光體是鐵素體和滲碳體組成的共析體,可把它看似在鐵素體中加入許多硬而脆的滲碳體片,起到第二相強(qiáng)化的作用,因此珠光體的力學(xué)性能主要取決于其片層間距,即一片鐵素體與一片滲碳體的厚度之和[15]。如圖2所示,4組試樣的基體均為片狀珠光體,數(shù)量≥95%。相比之下,SiBa-SiBa試樣的珠光體片層間距最大(0.3 μm),RE-RE試樣次之(0.231 μm),而SiBa-RE和SiBa-SiSr兩組復(fù)合孕育試樣的層片間距相對(duì)較小,分別為0.223 μm和0.166 μm。由此可見選擇不同孕育劑對(duì)材料的珠光體分散度影響較大。不同孕育劑在鑄鐵中的作用各有側(cè)重,Ba與RE 孕育能力較強(qiáng),可以有效促進(jìn)石墨化,細(xì)化晶粒,并減緩孕育衰退,對(duì)珠光體形核起到很強(qiáng)的促進(jìn)作用;而Sr孕育劑更側(cè)重于消除白口傾向、改善珠光體生長(zhǎng)形態(tài)以及分布狀況,當(dāng)Ba和Sr孕育劑復(fù)合使用后,無論從珠光體形核和生長(zhǎng)兩方面均發(fā)揮孕育作用,因此SiBa-SiSr復(fù)合孕育劑綜合性能最佳,孕育的灰鑄鐵珠光體層片間距最為細(xì)小[16]。2.2 力學(xué)性能分析

由于石墨本身強(qiáng)度較低(Rm<20 N/mm2),在基體中類似一條裂紋,割裂了基體組織的連續(xù)性,因此石墨對(duì)材料的拉伸性能影響較大,通常粗化以及增加石墨會(huì)惡化材料的抗拉強(qiáng)度,而基體組織對(duì)拉伸性能影響甚微,縮小珠光體片層間距更多是提高材料的硬度[17]。如圖3所示,4組試樣中SiBa-SiSr試樣的強(qiáng)度與硬度值最大,分別達(dá)到468 MPa、357 HBW,這是由于其內(nèi)部為分布均勻的A型石墨,且石墨片相對(duì)細(xì)小,對(duì)基體產(chǎn)生的切割作用最小,以及片層間距最為細(xì)小的珠光體顯著提高了材料局部抵抗硬物壓入的能力,增加了材料的硬度;而SiBa-SiBa試樣由于石墨形態(tài)粗大,對(duì)基體的切割作用大,破壞了基體的連續(xù)性,并且珠光體分散度小,故致使其抗拉強(qiáng)度與硬度相對(duì)較低(423 MPa、275 HBW)。SiBa-RE試樣雖然基體組織較為緊密,但由于其內(nèi)部出現(xiàn)少量點(diǎn)狀的D型石墨,石墨分布極其不均勻,并且材料個(gè)別區(qū)域出現(xiàn)了顆粒、短條狀珠光體,基體連續(xù)性遠(yuǎn)不如片狀珠光體,因此其抗拉強(qiáng)度最低,僅為385 GPa。相比之下,RE-RE試樣的性能相對(duì)適中,分別為425 MPa、299 HBW。4組試樣的彈性模量大小基本相當(dāng),均在150 GPa左右,可見孕育劑對(duì)彈性模量影響不大,這是因?yàn)閺椥阅Ａ恐饕Q于材料內(nèi)部原子間的結(jié)合強(qiáng)度,對(duì)基體組織并不敏感[18]。2.3 切削加工性能分析


本文編號(hào)：3484776