本文關(guān)鍵詞：納米金屬添加劑對灰鑄鐵組織性能的影響

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【摘要】：灰鑄鐵(gray cast iron)因其良好的鑄造成型性能、強(qiáng)有力的價(jià)格優(yōu)勢、優(yōu)良的耐腐蝕、耐磨損、高硬度等特性,得到了機(jī)械行業(yè)及相關(guān)廠家的廣泛青睞。而合金元素的加入能使其性能得到進(jìn)一步的提高,使得合金灰鑄鐵在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋以及機(jī)床等有特殊要求的地方更能發(fā)揮其性能上的優(yōu)勢。然而近年來,隨著社會(huì)和生產(chǎn)對灰鑄鐵要求不斷增加,現(xiàn)在我們使用的灰鑄鐵已逐漸不能滿足需要,因此,如何進(jìn)一步提高灰鑄鐵的性能,使其在今后的生產(chǎn)實(shí)踐中滿足實(shí)際的應(yīng)用需求,充分發(fā)揮其優(yōu)勢已成為現(xiàn)在亟需研究和探討的課題。而添加了納米金屬添加劑的材料在綜合性能方面普遍得到了提升,具有硬度高、耐磨性能好、抗拉強(qiáng)度高、加工性能好、耗能少等優(yōu)點(diǎn),作為一種近年來新興的高性能合金類材料,具有極為廣闊的發(fā)展前景和應(yīng)用范圍。本文探討了不同種類、不同含量的納米金屬添加劑在不同的試驗(yàn)條件下,對國標(biāo)HT250,合金HT250顯微組織、力學(xué)性能、耐磨性能及耐熱性能的影響,通過觀察添加了不同納米金屬添加劑的HT250試樣的微觀組織,對其進(jìn)行了力學(xué)性能測定、耐磨性能測定、耐熱疲勞性能測定,并與未添加納米金屬添加劑的原始HT250材料進(jìn)行組織性能的對比,初步探究了經(jīng)過納米金屬添加劑改善之后的HT250試樣的強(qiáng)韌化機(jī)理。試驗(yàn)結(jié)果顯示,在鑄造過程中,添加了納米金屬添加劑的HT250試樣,其綜合性能得到了有效的提升。對于國標(biāo)HT250材料,當(dāng)在其中分別加入7種不同種類的納米金屬添加劑,所有添加了納米金屬添加劑的試樣組織性能均得到了改善。微觀組織方面,石墨組織均為分布均勻的A型石墨,尺寸短小且端部呈鈍片狀;珠光體的含量得到了提升,組織致密,片間距減小;力學(xué)性能方面,硬度均略有提高,而抗拉強(qiáng)度最高提高21.4%,耐磨性最高提高了46.7%。對于鉻銅合金HT250材料,當(dāng)在其中分別加入4中不同種類的納米金屬添加劑,所有添加了納米金屬添加劑的試樣的組織性能幾乎全部優(yōu)于未添加粉體的試樣的,微觀組織方面,其石墨組織細(xì)小均勻,珠光體組織致密,共晶團(tuán)數(shù)量增多。力學(xué)性能方面,抗拉強(qiáng)度最高提高了20.8%,耐磨性能最高可提升58.3%。對于含鈮HT250材料,其本身的綜合性能較為優(yōu)良,當(dāng)在其中加入納米金屬添加劑之后,其組織形貌、綜合性能又得到了進(jìn)一步的優(yōu)化。其中,通過將納米金屬添加劑直接置于鐵水包內(nèi)得到的試樣耐磨性最高增加了27.1%,而通過爐內(nèi)添加方式所得到的試樣耐磨性最高增加了60.8%。納米金屬添加劑對國標(biāo)HT250材料組織性能的提升有促進(jìn)作用,但是靜置時(shí)間不同,納米金屬添加劑對國標(biāo)HT250材料的改善效果也各不相同。當(dāng)靜置時(shí)間在6min時(shí),獲得的試樣無論是組織形貌、力學(xué)性能、耐磨性、耐熱性均好于其他靜置時(shí)間的,其抗拉性能最高可增長12.5%,耐磨性最高可提升62.5%、耐熱性最高可提升66.7%。從性能提升率來看,通過爐內(nèi)添加納米金屬添加劑所獲得的試樣在綜合性能上高于直接將納米金屬添加劑置于鐵水包內(nèi)的。
【關(guān)鍵詞】：HT250 綜合性能 納米金屬添加劑
【學(xué)位授予單位】：大連交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG143.2
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 緒論12-25
• 1.1 選題背景及意義12-13
• 1.2 灰鑄鐵的發(fā)展和應(yīng)用13-15
• 1.3 灰鑄鐵的顯微組織15-17
• 1.3.1 石墨形態(tài)15-17
• 1.3.2 基體組織17
• 1.4 灰鑄鐵性能研究現(xiàn)狀17-19
• 1.4.1 灰鑄鐵耐磨性研究17-18
• 1.4.2 灰鑄鐵耐熱性研究18-19
• 1.5 灰鑄鐵性能的影響因素19-22
• 1.5.1 合金化19-21
• 1.5.2 孕育作用21-22
• 1.6 納米技術(shù)的研究22-24
• 1.6.1 研究現(xiàn)狀22-23
• 1.6.2 納米金屬添加劑的特點(diǎn)及應(yīng)用23-24
• 1.7 本文主要研究內(nèi)容24-25
• 第二章 試驗(yàn)材料及方法25-31
• 2.1 試驗(yàn)材料25
• 2.1.1 國標(biāo)HT250化學(xué)成分及性能25
• 2.1.2 制備過程25
• 2.2 灰鑄鐵試樣的組織觀察25-26
• 2.2.1 石墨25
• 2.2.2 基體組織25-26
• 2.2.3 共晶團(tuán)26
• 2.2.4 拉伸斷.掃描26
• 2.2.5 磨損形貌26
• 2.3 性能測定26-30
• 2.3.1 抗拉強(qiáng)度測定26-27
• 2.3.2 硬度測定27
• 2.3.3 耐磨性能測定27-28
• 2.3.4 耐熱疲勞性能測定28-30
• 2.4 試驗(yàn)流程30-31
• 第三章 納米金屬添加劑對國標(biāo)HT250組織性能影響31-41
• 3.1 試驗(yàn)條件31
• 3.2 納米金屬添加劑對國標(biāo)HT250組織影響31-35
• 3.2.1 納米金屬添加劑對國標(biāo)HT250石墨組織的影響31-33
• 3.2.2 納米金屬添加劑對國標(biāo)HT250基體組織的影響33-35
• 3.3 納米金屬添加劑對國標(biāo)HT250力學(xué)性能的影響35-37
• 3.3.1 納米金屬添加劑對國標(biāo)HT250抗拉強(qiáng)度的影響35-36
• 3.3.2 納米金屬添加劑對國標(biāo)HT250硬度的影響36-37
• 3.4 納米金屬添加劑對國標(biāo)HT250耐磨性能影響37-40
• 3.5 本章小結(jié)40-41
• 第四章 納米金屬添加劑對合金HT250組織性能影響41-56
• 4.1 試驗(yàn)條件41
• 4.2 納米金屬添加劑對鉻銅HT250（K組）組織性能影響41-49
• 4.2.1 納米金屬添加劑對鉻銅HT250石墨組織影響41-42
• 4.2.2 納米金屬添加劑對鉻銅HT250基體組織影響42-43
• 4.2.3 納米金屬添加劑對鉻銅HT250共晶團(tuán)影響43-45
• 4.2.4 納米金屬添加劑對鉻銅HT250抗拉強(qiáng)度影響45
• 4.2.5 納米金屬添加劑對鉻銅HT250硬度影響45-46
• 4.2.6 納米金屬添加劑對鉻銅HT250耐磨性能影響46-47
• 4.2.7 鉻銅HT250表面磨損形貌47-49
• 4.3 納米金屬添加劑對含鈮HT250（J組）組織性能影響49-55
• 4.3.1 納米金屬添加劑對含鈮HT250石墨組織影響49-50
• 4.3.2 納米金屬添加劑對含鈮HT250基體組織影響50
• 4.3.3 納米金屬添加劑對含鈮HT250共晶團(tuán)影響50-51
• 4.3.4 納米金屬添加劑對含鈮HT250抗拉強(qiáng)度影響51-52
• 4.3.5 納米金屬添加劑對含鈮HT250硬度影響52
• 4.3.6 納米金屬添加劑對含鈮HT250耐磨性能影響52-53
• 4.3.7 含鈮HT250表面磨損形貌53-55
• 4.4 本章小結(jié)55-56
• 第五章 納米金屬添加劑靜置時(shí)間對HT250組織性能影響56-68
• 5.1 試驗(yàn)條件56
• 5.2 納米金屬添加劑靜置時(shí)間對HT250組織影響56-64
• 5.2.1 納米金屬添加劑靜置時(shí)間對HT250石墨組織影響56-59
• 5.2.2 納米金屬添加劑靜置時(shí)間對HT250基體組織影響59-61
• 5.2.3 納米金屬添加劑靜置時(shí)間對HT250共晶團(tuán)影響61-64
• 5.3 納米金屬添加劑靜置時(shí)間對HT250力學(xué)性能影響64-65
• 5.3.1 納米金屬添加劑靜置時(shí)間對HT250抗拉強(qiáng)度影響64
• 5.3.2 納米金屬添加劑靜置時(shí)間對HT250硬度影響64-65
• 5.4 納米金屬添加劑靜置時(shí)間對HT250耐磨性能影響65-66
• 5.5 納米金屬添加劑靜置時(shí)間對灰鑄鐵耐熱疲勞性能影響66-67
• 5.6 本章小結(jié)67-68
• 第六章 納米金屬添加劑對灰鑄鐵組織性能影響機(jī)理分析68-74
• 6.1 納米金屬添加劑對灰鑄鐵組織影響的機(jī)理討論68-69
• 6.2 納米金屬添加劑對灰鑄鐵性能影響的機(jī)理討論69-71
• 6.3 納米金屬添加劑對灰鑄鐵耐磨性能影響的機(jī)理討論71-74
• 第七章 結(jié)論74-75
• 參考文獻(xiàn)75-79
• 攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文79-80
• 致謝80-81

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