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文檔簡介
1、硅固溶強化鐵素體球墨鑄鐵是利用硅元素的石墨化、鐵素體化及固溶強化作用所制備的全鐵素體鑄態(tài)球墨鑄鐵。其基體組織為高固溶態(tài)鐵素體,綜合力學性能好、屈強比高,可實現(xiàn)球墨鑄鐵件的輕量化;硬度均勻,機加工性能優(yōu)異;無需熱處理,降低了能耗及生產(chǎn)成本。
本論文在保持共晶碳當量的前提下,通過調(diào)節(jié)硅、碳含量設(shè)計化學成分,采用合成鑄鐵工藝制備硅固溶強化鑄態(tài)鐵素體球墨鑄鐵,使用金相顯微鏡、掃描電子顯微鏡、布氏硬度計、X射線衍射儀等儀器對其組織、力學
2、性能、耐腐蝕性能及抗氧化性能的變化規(guī)律進行了研究,并分析了其變化機理。
研究結(jié)果表明:硅含量為3.73~4.48wt.%時,硅固溶強化鐵素體球墨鑄鐵的基體組織為純鐵素體,硅元素在基體組織中均勻分布。且隨著硅含量的增加,鐵素體晶粒尺寸逐漸減小。硅含量為3.60~4.48wt.%時,硅固溶強化鐵素體球墨鑄鐵球化等級為2~3級,石墨尺寸為6級。隨著硅含量的增加,石墨數(shù)量基本保持不變,尺寸有所減小。
隨著硅含量的增加,硅固溶
3、強化鐵素體球墨鑄鐵的抗拉強度、屈服強度及布氏硬度逐漸增大,常溫沖擊功逐漸降低,韌脆轉(zhuǎn)變溫度逐漸提高。其抗拉強度為571.0MPa~684.3MPa,屈服強度為442.6MPa~577.6MPa,布氏硬度為190HBW~232HBW,且布氏硬度隨鑄件壁厚的增加波動較小,僅為10HBW。隨著硅含量的增加,伸長率呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢,硅含量為3.93wt.%時最高,為23.2%。
硅固溶強化鐵素體球墨鑄鐵的耐腐蝕性能隨著硅含量的增
4、加逐漸增強,硅含量為3.60wt.%時,腐蝕速率為0.0232g·m-2·h-1,耐腐蝕性約為混合基體球墨鑄鐵的2倍;硅含量為4.48wt.%時,腐蝕速率為0.0033g·m-2·h-1,耐腐蝕性約為混合基體球墨鑄鐵的13.4倍。
硅固溶強化鐵素體球墨鑄鐵的氧化速率隨著硅含量的增加逐漸降低,抗氧化性能逐漸增強。硅含量為3.60wt.%時,氧化速率為0.330g·m-2·h-1;硅含量為4.48wt.%時,氧化速率為0.188g
5、·m-2·h-1,抗氧化性能為混合基體球墨鑄鐵的9.22倍。
綜上所述,硅含量在3.73wt.%~4.25wt.%時,硅固溶強化鐵素體球墨鑄鐵的基體組織為單一鐵素體,石墨球化等級為2~3級,尺寸為6級,抗拉強度、屈服強度、伸長率可分別達到571.7MPa~632.7MPa、457.0MPa~532.7MPa和18.2%~23.2%,綜合力學性能較好,硬度分布均勻,加工性能好,且抗氧化性能及耐腐蝕性能均較混合基體球墨鑄鐵顯著提高
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