本文關(guān)鍵詞：等溫淬火溫度對ADI力學(xué)性能陡變特性的研究

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【摘要】：ADI是球鐵毛坯件與熱處理相結(jié)合的產(chǎn)品,熱處理對ADI的最終力學(xué)性能有著重要影響,通過適當(dāng)改變毛坯件的化學(xué)成分和等溫淬火工藝參數(shù),可以改變基體中針狀鐵素體和殘余奧氏體的比例與組織結(jié)構(gòu),從而在較大的范圍內(nèi)改變ADI的力學(xué)性能形成不同強度級別的ADI。在等溫淬火高溫(370℃)左右或者低溫階段(230℃)左右對ADI進行熱處理會造成ADI的力學(xué)性能出現(xiàn)劇烈的變化,在本文中將這種變化稱為陡變特性。ADI力學(xué)性能在特殊溫度段陡變是近年熱處理界關(guān)心的一個重要領(lǐng)域,從等溫淬火溫度的角度對ADI的陡變特性進行研究在這個領(lǐng)域還是一個全新的嘗試。到目前為止,在這方面的文獻報道基本沒有,本文通過總結(jié)前人在相關(guān)領(lǐng)域的研究成果并在大量實驗的基礎(chǔ)上研究等溫淬火溫度對ADI力學(xué)性能陡變特性的影響機理,明晰了ADI在等溫淬火高溫階段和低溫階段發(fā)生力學(xué)性能陡變的機理。本文中將奧氏體化溫度設(shè)定為910℃,奧氏體化時間與等溫淬火時間分別設(shè)定為3.0h、2.5h。本文中選用12組等溫淬火溫度,將等溫淬火溫度定為單因素變量對同一批次的球墨鑄鐵進行熱處理得到12組不同力學(xué)性能的ADI試件。通過掃描電鏡、轉(zhuǎn)靶X射線衍射儀對12組試件的金相組織進行定性與定量分析,并利用相關(guān)實驗設(shè)備測定每組ADI試件的硬度、抗拉強度、伸長率和沖擊韌性,尋找ADI的力學(xué)性能陡變溫度點,分析在陡變溫度點ADI力學(xué)性能陡變的具體機理。通過將微觀組織形態(tài)和含量、斷口組織的宏觀和微觀與力學(xué)性能進行比較分析等試驗方法,充分利用現(xiàn)今已有的ADI理論和研究優(yōu)勢,對ADI試件的力學(xué)性能在特殊溫度點的陡變特性進行研究闡述,探索ADI力學(xué)性能在等溫淬火特殊溫度點發(fā)生陡變特性的具體機理。在理論研究的基礎(chǔ)上,將影響機理用到新型ADI材料的制造過程當(dāng)中,為新型ADI材料的生產(chǎn)提供理論依據(jù),優(yōu)化新型ADI材料的生產(chǎn)工藝過程。本文主要得出如下結(jié)論:1、當(dāng)?shù)葴卮慊饻囟葹?70℃時,ADI中殘余奧氏體含量和殘余奧氏體的含碳量達到最高值,分別為44.15%和2.17%。2、ADI的力學(xué)性能陡變溫度點為230℃、240℃和370℃。其中發(fā)生低溫陡變特性的包括布氏硬度(230℃)、抗拉強度(240℃);出現(xiàn)高溫陡變特性的包括伸長率(370℃)、布氏硬度(370℃)沖擊韌性(370℃)。3、ADI的抗拉強度在240℃發(fā)生低溫陡變特性的主要原因是由于含碳量低的奧氏體在等溫淬火階段發(fā)生馬氏體相變和在拉伸應(yīng)變誘發(fā)的馬氏體相變對基體產(chǎn)生割裂作用引起。4、ADI的硬度在370℃時開始急劇上升主要是因為在這個溫度點ADI中開始大規(guī)模的析出碳化物,碳化物本身的硬度和細小碳化物硬質(zhì)點阻礙晶粒的相互移動一方面碳化物本身就具有較高的硬度,滲碳體在高溫的作用下破碎成條狀和團狀成為基體中的硬質(zhì)點阻礙晶粒間的相互移動。溫度高于370℃時碳化物和第二相在沖擊力的作用下萌發(fā)裂紋增加;另一方面,碳化物與第二相的產(chǎn)生減少了基體對裂紋進一步擴展的阻礙。
【關(guān)鍵詞】：ADI 等溫淬火溫度 力學(xué)性能 陡變特性
【學(xué)位授予單位】：武漢紡織大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG163;TG143.5
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 1 緒論12-23
• 1.1 ADI簡介12
• 1.2 課題來源12
• 1.3 研究的目的及意義12-14
• 1.4 ADI的發(fā)展過程與標(biāo)準(zhǔn)制定14-16
• 1.5 ADI的現(xiàn)狀16-18
• 1.5.1 國內(nèi)ADI的現(xiàn)狀16-17
• 1.5.2 國外ADI的現(xiàn)狀17-18
• 1.6 ADI的性能優(yōu)勢和發(fā)展前景18-20
• 1.6.1 ADI的性能優(yōu)勢18-19
• 1.6.2 ADI的發(fā)展前景19-20
• 1.7 課題研究的內(nèi)容20-21
• 1.8 本章小結(jié)21-23
• 2 ADI陡變特性試樣制備23-31
• 2.1 技術(shù)路線23-24
• 2.2 優(yōu)質(zhì)球鐵毛坯的制備24-27
• 2.2.1 化學(xué)成分的選擇24-25
• 2.2.2 配料選擇25-26
• 2.2.3 球墨鑄鐵的熔煉26
• 2.2.4 球化與孕育處理26
• 2.2.5 澆注26-27
• 2.2.6 試件化學(xué)元素測試27
• 2.3 熱處理工藝設(shè)計27-29
• 2.4 論文中所使用的軟件簡介（MDI Jade 5.0）29-30
• 2.5 本章小結(jié)30-31
• 3 ADI陡變試樣組織分析31-40
• 3.1 鑄態(tài)金相組織分析31-32
• 3.2 ADI的X射線衍射分析32-33
• 3.3 等溫淬火溫度對殘余奧氏體和組織形貌的影響33-39
• 3.3.1 殘余奧氏體含量及其含碳量的測定33-36
• 3.3.2 等溫淬火溫度對殘余奧氏體含量及其含碳量的影響與機理36-37
• 3.3.3 等溫淬火溫度對ADI基體組織的影響37-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 4 ADI陡變試樣力學(xué)性能分析40-44
• 4.1 硬度測試40-41
• 4.1.1 布氏硬度測量方法40
• 4.1.2 布氏硬度實驗數(shù)據(jù)獲取40-41
• 4.2 抗拉強度測試41-42
• 4.2.1 抗拉強度和伸長率測試方法41-42
• 4.2.2 抗拉強度和伸長率測試數(shù)據(jù)獲取42
• 4.3 沖擊韌性測試42-43
• 4.3.1 沖擊韌性測試方法42
• 4.3.2 沖擊韌性測試數(shù)據(jù)獲取42-43
• 4.4 本章小結(jié)43-44
• 5 ADI力學(xué)性能陡變機理分析44-62
• 5.1 ADI拉伸性能陡變特性分析44-49
• 5.1.1 等溫淬火溫度對ADI抗拉強度和伸長率的影響44-45
• 5.1.2 應(yīng)力應(yīng)變對馬氏體相變Gibbs自由能影響的模型45-47
• 5.1.3 等溫淬火溫度對ADI抗拉強度陡降的影響機理47-49
• 5.1.4 等溫淬火溫度對ADI伸長率的影響機理49
• 5.2 ADI硬度陡變特性分析49-54
• 5.2.1 等溫淬火溫度對ADI硬度的影響49-50
• 5.2.2 ADI低溫階段硬度陡降機理50-51
• 5.2.3 ADI高溫階段硬度陡升機理51-54
• 5.3 ADI沖擊韌性陡變特性分析54-60
• 5.3.1 等溫淬火參數(shù)對ADI沖擊韌性的影響54
• 5.3.2 ADI高溫階段沖擊韌性陡降機理54-60
• 5.4 本章小結(jié)60-62
• 6 主要結(jié)論62-64
• 7 總結(jié)與展望64-66
• 7.1 總結(jié)64
• 7.2 展望64-66
• 參考文獻66-70
• 附錄70-71
• 致謝71

【參考文獻】

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中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 王偉;ADI熱處理工藝參數(shù)對其力學(xué)性能影響機理的研究[D];蘇州大學(xué);2010年

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本文編號：733360