本文以鐵石墨系金屬為研究對象,系統(tǒng)研究了鐵石墨系金屬中殘余奧氏體組織的形變誘發(fā)相變行為以及其對摩擦磨損行為的影響。首先在不同溫度（230℃、300℃、380℃）下對鐵石墨系金屬進(jìn)行等溫淬火熱處理并獲得了具有不同奧氏體含量的鐵石墨系金屬（S-230、S-300、S-380）。選取殘余奧氏體體積分?jǐn)?shù)約為44%的試樣在不同應(yīng)變速率（0.1mm/min、0.5mm/min、1mm/min、5mm/min、10mm/min）和應(yīng)變量（10.54%、18.17%、25.96%、40.58%）條件下進(jìn)行室溫壓縮變形試驗(yàn),并對變形后的試樣進(jìn)行顯微組織觀察,研究了鐵石墨系金屬中高碳過冷奧氏體在室溫條件下的應(yīng)力誘發(fā)相變行為。隨后,采用銷盤式干滑動摩擦試驗(yàn)儀對具有不同殘余奧氏體的鐵石墨系金屬進(jìn)行摩擦磨損試驗(yàn),研究了高碳過冷奧氏體含量及在摩擦磨損試驗(yàn)過程中形變誘發(fā)相變硬化對摩擦磨損行為的影響。得到如下結(jié)論:等溫淬火后鐵石墨系金屬基體由針狀納米鐵素體（α相）和高碳過冷奧氏體（γ相）組成,并且高碳奧氏體含量隨著等溫淬火溫度的升高而增多。高碳奧氏體以粗大的塊狀或細(xì)小針狀形態(tài)存在于鐵石墨系金屬基體中。鐵石墨系金屬的強(qiáng)... 

【文章來源】：西安理工大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

鐵碳相圖[3]

1緒論3電動機(jī)、管道和機(jī)座、廚具等產(chǎn)品。圖1-2灰鑄鐵石墨形態(tài)[2]。Fig.1-2Graphitemorphologyofgraycastiron[2].可鍛鑄鐵也被稱作韌鐵或馬鐵，它是將鑄態(tài)的白口鑄鐵坯料經(jīng)一定的退火處理，獲得基體組織為鐵素體或珠光體同時石墨以團(tuán)絮狀存在的材料，通常表現(xiàn)出強(qiáng)度和塑韌性均較好的性能�？慑戣T鐵按其組織及性能的不同，可分為珠光體（P）可鍛鑄鐵和鐵素體（F）可鍛鑄鐵兩類：珠光體可鍛鑄鐵也稱白心可鍛鑄鐵，石墨成團(tuán)絮狀狀，基體是珠光體，斷面呈銀白色；鐵素體可鍛鑄鐵也稱黑心可鍛鑄鐵，其基體組織為鐵素體，斷面呈黑天鵝絨色�？慑戣T鐵廣泛應(yīng)用于車輛、農(nóng)業(yè)機(jī)械、鐵路設(shè)備等行業(yè)。白口鑄鐵是經(jīng)過快速冷卻熱處理并且硅含量低于1%的鑄鐵。白口鑄鐵中的碳沉淀為滲碳體而不是石墨球或石墨片，其的名字來源于白口鑄鐵表面的白色。白口鑄鐵經(jīng)常出現(xiàn)冷硬鑄造現(xiàn)象，這是由于白口鑄鐵表面冷卻迅速，芯部冷卻緩慢造成的[4]。由于組織中含有較多的滲碳體使得其耐磨性好，常用作耐磨材料使用。但是其存在韌性較差，抗沖擊性能差的缺點(diǎn)。當(dāng)今，鎳硬鑄鐵，高鉻鑄鐵以及合金白口鑄鐵大大擴(kuò)展了白口鑄鐵的應(yīng)用范圍。為了解決鑄鐵組織中的薄片狀石墨強(qiáng)度低，石墨尖角處容易應(yīng)力集中的致命缺陷，球墨鑄鐵于上世紀(jì)五十年代應(yīng)用而生，由于球墨鑄鐵具有較高的延展性，常應(yīng)用于曲軸、凸輪軸和齒輪上。球墨鑄鐵是指在鑄造鐵水中加入鎂、鈰等球化劑并經(jīng)特定孕育劑的處理后獲得的石墨呈圓球狀的鑄鐵材料。通常情況下球墨鑄鐵的碳含量在3.5%~4%之間，硅含量在1.8%~2.8%之間，但在實(shí)際的生產(chǎn)操作過程中也要根據(jù)鑄件的厚度以及其要求的力學(xué)性能做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。球墨鑄鐵中的石墨的特殊形態(tài)決定了其優(yōu)異的綜合力學(xué)性能，球狀石墨沒有尖角存在，很好的較低了片狀石墨對基

西安理工大學(xué)碩士學(xué)位論文4到穩(wěn)定奧氏體的作用。鎳元素的加入會通過減小碳在鐵水中的溶解度而達(dá)到促進(jìn)石墨化的作用，通常鎳元素含量要控制在0.1%~0.25%之間。圖1-3為鐵素體球墨鑄鐵的組織圖，其中可以看出球墨鑄鐵石墨的球狀形態(tài)和鐵素體球墨鑄鐵典型的“牛眼”組織。圖1-3球墨鑄鐵組織Fig.1-3Themicrostructuresofductilecastiron.通過改進(jìn)球化劑和合理控制化學(xué)元素的添加可以很好的改善石墨形態(tài)，但球墨鑄鐵的基體組織卻是決定其性能的主要因素。通常，調(diào)控材料基體組織的最常用方法是合金化和熱處理，因此，將球墨鑄鐵像鋼一樣進(jìn)行熱處理來改善其力學(xué)性能便成了可行之道。常見球墨鑄鐵的熱處理方式和鋼大致一樣。比如：消除白口退火主要是為了解決球墨鑄鐵件因生產(chǎn)過程表面產(chǎn)生的白口而導(dǎo)致出現(xiàn)的加工困難問題；正火能夠使其基體組織轉(zhuǎn)化為珠光體組織（P）從而提高球鐵件的強(qiáng)度；調(diào)制處理通常是為了使球鐵鑄件達(dá)到比較優(yōu)異的綜合力學(xué)性能而采用的一種熱處理方式，通過調(diào)質(zhì)處理后具有較高的硬度和良好的韌性，同時鑄件的抗磨損性能也會得到提升。值得注意的是，上個世紀(jì)七十年代末，中美等國的研究人員在各自采用不同溫度范圍等溫淬火的方式對球墨鑄鐵熱處理時發(fā)現(xiàn)，這種經(jīng)過等溫淬火處理的球墨鑄鐵具有很高的力學(xué)性能，并且中美和芬蘭三國幾乎同時宣布了對這種新型球墨鑄鐵研究。其中，美國的通用公司在1976年宣布采用這種組織為下貝氏體+少量馬氏體的新型球墨鑄鐵代替之前的鑄鋼材料制造汽車后橋齒輪，這一替代取得巨大成功；芬蘭研發(fā)出的組織為上貝氏體型鐵素體+少量奧氏體的球墨鑄鐵，其奧氏體體積分?jǐn)?shù)在10%~35%之間；而我國所研發(fā)出的是下貝氏體球墨鑄鐵[5]。此后，美國、英國、法國等國家前后針對這種新型球墨鑄鐵申請了專利，與此同時?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]塑性變形誘發(fā)相變對回火球墨鑄鐵組織和性能的影響[J]. 楊舒文,侯澤北,邱鋮鋮.  熱加工工藝. 2017(09)
[2]氣缸套用等溫淬火球墨鑄鐵的組織和性能[J]. 高廣東,熊毅,任鳳章,徐超,劉治軍.  河南科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2015(06)
[3]下貝氏體球墨鑄鐵在腐蝕介質(zhì)中的磨粒磨損行為[J]. 孫挺,宋仁伯,楊富強(qiáng),李亞萍,吳春京.  金屬學(xué)報. 2014(11)
[4]TRIP效應(yīng)在基于應(yīng)變設(shè)計(jì)的大變形管線鋼中的應(yīng)用[J]. 申坤,王斌.  焊管. 2013(03)
[5]等溫淬火球墨鑄鐵的滾動接觸磨損性能研究[J]. 曾東方,魯連濤,張繼旺,王文健,朱旻昊,徐志富.  摩擦學(xué)學(xué)報. 2012(02)
[6]應(yīng)變強(qiáng)化奧氏體不銹鋼力學(xué)行為研究及應(yīng)用[J]. 韓豫,陳學(xué)東,劉全坤,錢凌云,陳從升.  中國機(jī)械工程. 2011(21)
[7]TRIP鋼中奧氏體的力學(xué)穩(wěn)定性研究[J]. 熊自柳,蔡慶伍,江海濤,唐荻.  材料工程. 2011(03)
[8]高錳TRIP鋼的形變誘導(dǎo)馬氏體相變及加工硬化行為[J]. 張維娜,劉振宇,王國棟.  金屬學(xué)報. 2010(10)
[9]應(yīng)變速率對奧氏體不銹鋼應(yīng)變誘發(fā)α′-馬氏體轉(zhuǎn)變和力學(xué)行為的影響[J]. 劉偉,李志斌,王翔,鄒驊,王立新.  金屬學(xué)報. 2009(03)
[10]等溫淬火球鐵（ADI）的微觀組織與力學(xué)性能[J]. 劉金城,時勝利.  鑄造技術(shù). 2006(12)

博士論文
[1]熱軋微合金化TRIP鋼組織控制與力學(xué)性能研究[D]. 馮慶曉.北京科技大學(xué) 2016

碩士論文
[1]硼對等溫淬火球墨鑄鐵組織和性能的影響[D]. 張景超.鄭州大學(xué) 2012
[2]高強(qiáng)度合成灰鑄鐵的組織性能及斷裂特征[D]. 林浩.西安理工大學(xué) 2010



本文編號：3484081