本文關(guān)鍵詞：脈沖電流處理對過共晶高鉻鑄鐵組織元素分布及性能的影響

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【摘要】：過共晶高鉻鑄鐵組織中含有高硬度高耐磨性的初生碳化物,并且有著較低的生產(chǎn)成本,因此長期以來一直被應(yīng)用在對材料耐磨性能要求較高的工況下。碳化物數(shù)量的增加有利于提高過共晶高鉻鑄鐵耐磨性,但粗大的初生碳化物增大了材料的脆性。同時,共晶碳化物與基體組織形成的機(jī)械混合物對初生碳化物形成支撐作用,它的分布形態(tài)關(guān)系著對基體組織的割裂程度,從而影響著整體的力學(xué)性能。本文通過使用脈沖電流(electric current pulse,ECP)對凝固過程中的過共晶高鉻鑄鐵進(jìn)行處理,研究脈沖電流處理對過共晶高鉻鑄鐵組織元素分布及性能的影響。使用管式電阻爐控制過共晶高鉻鑄鐵棒狀試樣的溫度,選取合適的重熔溫度并研究了脈沖處理時長對水冷組織的影響,試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在1380℃時重熔可以使試樣水冷組織達(dá)到最佳,在脈沖處理時長小于3 min時,水冷組織中初生碳化物的等效直徑隨脈沖時長的延長而減小,并在3 min時有最明顯的細(xì)化效果,脈沖時長超過3 min后,組織出現(xiàn)一定程度的惡化。在上述試驗(yàn)基礎(chǔ)上,使用能譜線掃描及電子探針,分析脈沖電流處理對元素分布遷移的影響,發(fā)現(xiàn)脈沖電流能夠促進(jìn)熔體原子的遷移,并使初生碳化物中Cr元素的含量降低。研究發(fā)現(xiàn),脈沖電流處理提高了過共晶高鉻鑄鐵試樣在3.5%NaCl水溶液中的腐蝕電位,減小了腐蝕電流密度。在試驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn),脈沖寬度在10μs～-50μs時,脈寬對腐蝕電位的影響不大,當(dāng)脈寬達(dá)到100μs時,長桿狀的初生碳化物和共晶碳化物明顯增多,試樣的腐蝕電位明顯降低。經(jīng)脈沖電流處理后,過共晶高鉻鑄鐵襯板坯料組織得到明顯的細(xì)化,組織細(xì)化程度和力學(xué)性能隨著脈沖處理時長的延長而增強(qiáng),且在脈沖時長為5 min時,抗拉強(qiáng)度和沖擊韌性達(dá)到最大值,分別為203.2 MPa和2.750 J/cm2,相比未經(jīng)脈沖處理的襯板坯料分別提高了70%和24%。
【關(guān)鍵詞】：過共晶高鉻鑄鐵 脈沖電流 元素分布 極化曲線 力學(xué)性能
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG143
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-25
• 1.1 高鉻鑄鐵的特點(diǎn)及研究發(fā)展11-13
• 1.1.1 高鉻鑄鐵的特點(diǎn)11
• 1.1.2 高鉻鑄鐵的研究與發(fā)展11-13
• 1.2 高鉻鑄鐵中的碳化物及組織13-16
• 1.2.1 高鉻鑄鐵的碳化物種類13-14
• 1.2.2 不同成分高鉻鑄鐵的組織14-15
• 1.2.3 高鉻鑄鐵的改性處理15-16
• 1.3 高鉻鑄鐵的性能16-17
• 1.3.1 高鉻鑄鐵的力學(xué)性能16-17
• 1.3.2 高鉻鑄鐵的耐腐蝕性能17
• 1.4 脈沖電流的特性及發(fā)展研究現(xiàn)狀17-20
• 1.4.1 脈沖電流的特性17-19
• 1.4.2 脈沖電流處理方式的研究發(fā)展19-20
• 1.5 脈沖電流處理對金屬組織及性能的影響20-23
• 1.5.1 脈沖電流處理對金屬組織的影響20-21
• 1.5.2 脈沖電流處理對材料力學(xué)性能的影響21-22
• 1.5.3 脈沖電流處理對材料耐腐蝕性能的影響22-23
• 1.6 研究的意義與內(nèi)容23-25
• 1.6.1 研究的意義23-24
• 1.6.2 研究的內(nèi)容24-25
• 第二章 試驗(yàn)材料及方法25-37
• 2.1 試驗(yàn)材料成分的設(shè)計(jì)及配料熔煉25-27
• 2.1.1 試驗(yàn)材料的成分設(shè)計(jì)25
• 2.1.2 試驗(yàn)材料的配料及熔煉25-27
• 2.2 脈沖處理所用設(shè)備27-29
• 2.2.1 高壓脈沖電源27-28
• 2.2.2 管式電阻爐28
• 2.2.3 測溫系統(tǒng)28-29
• 2.3 對棒狀試樣進(jìn)行脈沖電流處理的試驗(yàn)流程29-30
• 2.4 對襯板坯料進(jìn)行脈沖電流處理的試驗(yàn)流程30-32
• 2.5 分析設(shè)備及方法32-34
• 2.5.1 金相組織觀察與分析32-34
• 2.5.2 掃描電鏡(SEM)34
• 2.5.3 電子探針成分分析(EPMA)34
• 2.6 電化學(xué)耐蝕性能試驗(yàn)34-35
• 2.7 力學(xué)性能試驗(yàn)35-37
• 第三章 脈沖電流處理對組織及元素分布的影響37-49
• 3.1 不同重熔溫度對組織的影響37-41
• 3.1.1 不同重熔溫度的工藝方案37
• 3.1.2 不同重熔溫度處理結(jié)果分析37-41
• 3.2 不同脈沖處理時長對水冷組織的影響41-43
• 3.3 脈沖電流處理對組織中元素遷移的影響43-47
• 3.3.1 脈沖電流處理對水冷組織中元素遷移的影響43-44
• 3.3.2 脈沖電流處理對爐冷凝固組織的影響44-45
• 3.3.3 脈沖電流處理對爐冷凝固組織中初生碳化物元素含量的影響45-47
• 3.4 脈沖電流處理影響過共晶高鉻鑄鐵組織的機(jī)理分析47-48
• 3.5 本章小結(jié)48-49
• 第四章 脈沖電流處理對電化學(xué)耐腐蝕性能的影響49-59
• 4.1 脈沖電流處理對爐冷試樣電化學(xué)耐蝕性性能的影響49-50
• 4.2 脈沖寬度參數(shù)對組織及耐腐蝕性能的影響50-53
• 4.2.1 脈寬對組織的影響50-52
• 4.2.2 不同脈寬參數(shù)對電化學(xué)性能的影響52-53
• 4.3 不同腐蝕液中試樣的耐腐蝕性53-55
• 4.4 脈沖電流處理影響組織耐腐蝕性機(jī)理分析55-56
• 4.5 本章小結(jié)56-59
• 第五章 脈沖電流處理對襯板坯料組織及力學(xué)性能的影響59-69
• 5.1 脈沖電流處理對襯板坯料組織的影響59-61
• 5.2 脈沖電流處理對拉伸性能的影響61-64
• 5.3 脈沖電流處理對沖擊性能的影響64-66
• 5.4 本章小結(jié)66-69
• 第六章 結(jié)論與展望69-71
• 6.1 結(jié)論69-70
• 6.2 展望70-71
• 致謝71-73
• 參考文獻(xiàn)73-77
• 附錄 攻讀碩士期間取得的成果77

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本文編號：764974