高強度合成灰鑄鐵的組織性能及斷裂特征.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、灰鑄鐵一般以鑄造回爐料和鑄造生鐵為主要合金原料,并加入適量廢鋼以降低鐵液含碳量,或因特殊要求加入某些合金元素熔煉而成。但是,生鐵價格持續(xù)上揚,致使鑄件成本提高。近年來,早已出現(xiàn)廢鋼價格遠(yuǎn)低于新生鐵的局面,于是“棄鐵,用鋼”配合適當(dāng)鑄鐵回爐料,通過爐內(nèi)增碳和爐外孕育處理相結(jié)合生產(chǎn)合成鑄鐵的冶煉技術(shù)應(yīng)運而生。實踐表明,采用合成鑄鐵的生產(chǎn)工藝與用生鐵熔煉的鑄件相比,不僅降低成本,并且可以獲得更好的力學(xué)性能。本文采用500kg酸性中頻感應(yīng)電爐熔

2、煉,樹脂砂鑄型,出爐溫度為1480-1500℃,澆注溫度為1350℃左右。取廢鋼加入量分別為35%、60%和70%的爐料配比,運用傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝和合成鑄鐵生產(chǎn)工藝制備了HT300材料。三組試驗原鐵水控制成分為:2.80%-3.00%C、1.20%-1.40%Si、0.7%-0.9%Mn、0.06%-0.08%S、0.5%-0.6%Cu。對比研究了不同廢鋼加入量對灰鑄鐵室溫組織、共晶團數(shù)量、初生奧氏體枝晶形貌及拉伸性能和斷裂機理的影響。得出

3、以下主要結(jié)論:1合成灰鑄鐵與通過傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝制備的灰鑄鐵相比,共晶度略高、相對強度和成熟度較高、相對硬度和硬化度較低、品質(zhì)系數(shù)較高,冶金質(zhì)量較好;強度高、硬度低,加工性能好,壁厚敏感性小,有利于提高鑄件的機械性能。2隨爐料中廢鋼加入量的增加,灰鑄鐵的珠光體晶粒尺寸和片間距減??;共晶團數(shù)量增加,由4級提高到1級;過冷石墨減少,A型石墨增多,石墨片長度由4級降低到5級;灰鑄鐵鑄件中初生奧氏體枝晶數(shù)量增加,枝晶細(xì)化、形貌趨于發(fā)達(dá)、二次枝晶臂間

4、距減小,更有利于呈三維空間立體形態(tài)的初生奧氏體枝晶“構(gòu)建”成為發(fā)達(dá)、連續(xù)、復(fù)雜的矩型網(wǎng)絡(luò)框架結(jié)構(gòu),使初生奧氏體枝晶在灰鑄鐵中的“骨架”作用更加堅固。因此,機械性能有較大的提高。3通過傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝制備的灰鑄鐵脆性較大,斷裂機制為典型的解理斷裂。合成灰鑄鐵可表現(xiàn)出一定的局域“韌性”,斷裂機制為沿晶斷裂和準(zhǔn)解理斷裂的復(fù)合型機制。4利用馬氏試劑清洗經(jīng)過斯氏試劑侵蝕的灰鑄鐵試樣表面,會使原有共晶團晶界變寬,顯示效果較好。硼酸-硫酸混合溶液可以作為

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