等溫淬火球墨鑄鐵（ADI）因其優(yōu)異的力學(xué)性能,而被譽(yù)為是新一代的工程結(jié)構(gòu)材料、機(jī)械裝備輕量化材料及最有望實現(xiàn)“以鐵代鋼”材料。然而,等溫淬火熱處理作為制備ADI產(chǎn)品的最有效途徑,其初始階段的奧氏體化過程則成為影響后續(xù)等溫轉(zhuǎn)變的重要環(huán)節(jié),尤其是球鐵奧氏體化后高溫奧氏體中碳含量的多少將直接影響后續(xù)等溫過程中組織的轉(zhuǎn)變反應(yīng)和ADI的力學(xué)性能。但迄今,工藝因素與球鐵奧氏體化后高溫奧氏體中碳含量及ADI力學(xué)性能之間相關(guān)性的研究相對較少,同時,關(guān)于ADI基體中奧鐵體組織的內(nèi)部精細(xì)結(jié)構(gòu)的表述尚不明確,這都使得ADI在國內(nèi)市場上的發(fā)展應(yīng)用受到了極大的阻礙。為此,優(yōu)化球鐵奧氏體化工藝參數(shù),探索工藝因素對ADI基體組織和力學(xué)性能的影響規(guī)律具有重要的工程應(yīng)用價值。本文通過研究鑄態(tài)組織和奧氏體化工藝參數(shù)對球鐵奧氏體化后高溫奧氏體中碳含量的影響規(guī)律、深入觀察和分析不同等溫轉(zhuǎn)變溫度下所獲得奧鐵體組織的微觀結(jié)構(gòu)以及探索工藝因素與ADI材質(zhì)力學(xué)性能的相關(guān)性,得出以下幾點結(jié)論:（1）在球鐵的鑄態(tài)組織中,牛眼鐵素體中的碳含量平均值可達(dá)0.54%,且相鄰兩石墨球間鐵素體中的碳含量呈“U”型分布。此外,奧氏體化溫度（Tγ）是... 

【文章來源】：西安理工大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

ADI組織中由薄鐵素體片組成的針狀鐵素體[42]

1前言5圖1-3ADI組織中由薄鐵素體片組成的針狀鐵素體[42]Fig.1-3AcicularferriteconsistingofthinferritesheetsinADImatrix[42]位向，且條形奧氏體也含有過飽和的碳[42]。1.3.3ADI的力學(xué)性能圖1-4顯示了ADI與普通碳素鋼、合金鋼和傳統(tǒng)球墨鑄鐵的性能對比。從圖中可以看出，ADI的抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)超于傳統(tǒng)的球墨鑄鐵，而逼近或略高于碳鋼和合金鋼的強(qiáng)度。但是，無論是傳統(tǒng)的球鐵件還是ADI材質(zhì)，其伸長率均低于鋼材，這主要與鋼試樣在第一道裂紋出現(xiàn)后仍可以繼續(xù)變形有關(guān)[39]。表1-5為不同等溫轉(zhuǎn)變溫度下ADI的力學(xué)性能[7]�？梢钥闯觯�(1)等溫轉(zhuǎn)變溫度的降低可以提高ADI的強(qiáng)度和硬度，而降低其延展性，這主要與等溫轉(zhuǎn)變溫度的升高會造成ADI基體組織的晶粒粗化和基體中未轉(zhuǎn)變奧氏體的數(shù)量增加有關(guān)；(2)ADI的KIC隨著等溫轉(zhuǎn)變溫度的降低而減小，這主要與ADI基體中未轉(zhuǎn)變奧氏體中碳含量的減少有關(guān)。此外，球鐵基體組織在等溫轉(zhuǎn)變的過程中，由于γαB轉(zhuǎn)變反應(yīng)進(jìn)行不徹底，導(dǎo)致圖1-2(a)球墨鑄鐵的顯微組織；(b)ADI的顯微組織[40]Fig.1-2(a)Microstructureofductileiron;(b)MicrostructureofADI[40](a)(b)

西安理工大學(xué)碩士學(xué)位論文6表1-5不同等溫淬火溫度下ADI的力學(xué)性能[7]Table1-5MechanicalpropertiesofADIatdifferentisothermalquenchingtemperatures[7]熱處理極限抗拉強(qiáng)度(UTS)/MPa屈服強(qiáng)度/MPa伸長率/%斷面收縮率/%洛氏硬度C級(HRC)斷裂韌性(KIC)/MPa√m927℃/2h+260℃/2h1446.4197.31126.213.52.61.12..946.90.1544.60.8927℃/2h+316℃/2h1264.178.01031.313.94.41.25.841.20.364.256927℃/2h+385℃/2h1069.132.2776.191.813.73.912.230.10.470.44.4等溫轉(zhuǎn)變后ADI的基體中始終存在一定數(shù)量的未轉(zhuǎn)變γ，其部分未轉(zhuǎn)變γ中因碳含量較低，使得其在無論受拉應(yīng)力還是受壓應(yīng)力時，都會發(fā)生不同程度的加工硬化，這種特有的硬化特性再結(jié)合上高的強(qiáng)韌性，促使ADI材質(zhì)具有了良好的疲勞性能，且隨著抗拉強(qiáng)度的升高而增大[43]。1.3.4ADI的影響因素（1）球鐵毛坯內(nèi)在質(zhì)量球鐵毛坯的質(zhì)量是制備高性能ADI材質(zhì)的關(guān)鍵。毛坯件基體中的石墨球數(shù)越多，共晶團(tuán)越小，顯微偏析量就越小，等溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物就越均勻，就越容易穩(wěn)定獲得高強(qiáng)韌性的ADI產(chǎn)品[43]。同時，為獲得高質(zhì)量的球鐵毛坯件，應(yīng)嚴(yán)格控制鐵液的熔配過程，以保證毛坯件化學(xué)成分合理穩(wěn)定；應(yīng)對鐵液進(jìn)行預(yù)處理，盡可能采用多次孕育技術(shù)，以提高石墨的球化率（3級以上），保證石墨球的球數(shù)（≥180個/mm2），減小石墨球的球徑（6級以上），降低金屬間化合物（≤0.5%）和顯微縮松縮孔的數(shù)量（≤1%）[44,45]。圖1-4ADI與鋼及傳統(tǒng)球墨鑄鐵性能的比較[39]Fig.1-4ComparisonofpropertiesbetweenADIandsteelandtraditionalductileiron[39]

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[7]熱處理工藝對雙相等溫淬火球墨鑄鐵組織的影響[J]. 姜利坤,張新恩,田長文,劉運騰,李衛(wèi)紅.  鑄造. 2013(06)
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