錫對(duì)蠕墨鑄鐵組織及性能的影響.pdf

1、蠕墨鑄鐵作為二十世紀(jì)50年代發(fā)明的新型工程材料，由于石墨的特殊形態(tài)，一直被當(dāng)作制取球墨鑄鐵的失敗產(chǎn)物，沒(méi)有引起人們的足夠重視。但隨著人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展和工業(yè)技術(shù)水平的提高，人們已逐漸意識(shí)到蠕墨鑄鐵的組織和性能特點(diǎn)以及在承載熱沖擊和機(jī)械載荷同時(shí)存在的工況條件中（如發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、汽車(chē)排氣歧管、高速列車(chē)制動(dòng)盤(pán)等）的巨大工程應(yīng)用價(jià)值。然而，由于穩(wěn)定控制蠕化率的難度較高，對(duì)蠕墨鑄鐵組織和性能的系統(tǒng)研究并沒(méi)有廣泛開(kāi)展，關(guān)于其合金化的深入研究更是寥寥無(wú)幾，

2、嚴(yán)重阻礙了這種低成本、高性能工程材料的技術(shù)進(jìn)步和推廣應(yīng)用。
　　 本課題通過(guò)添加0wt.‰0.12wt.％的錫，運(yùn)用OM、SEM、XRD等設(shè)備，研究了錫對(duì)蠕墨鑄鐵組織和性能的影響規(guī)律，為低成本、高性能蠕墨鑄鐵件的規(guī)?；a(chǎn)提供了一定的理論依據(jù)和實(shí)踐參考。
　　 研究結(jié)果表明，錫不影響石墨蠕化，且使石墨減少并細(xì)化，同時(shí)穩(wěn)定并細(xì)化珠光體;錫富集于石墨周?chē)蔫F素體和游離滲碳體中，在其余的鐵素體和珠光體中均勻分布，而在石墨中分布

3、較少。含錫量增加到0.057wt.％時(shí)，珠光體含量達(dá)95％，層片間距由320nm減小為83nm，為屈氏體;含錫量進(jìn)一步增加，珠光體數(shù)量維持在95％以上，但層片間距開(kāi)始增大，至含錫0.121wt.％時(shí)為210nm，同時(shí)，組織中出現(xiàn)了游離滲碳體。
　　 蠕墨鑄鐵的抗拉強(qiáng)度隨含錫量的增加先增大后減小，含錫0.057wt.％時(shí)為最大值410.7MPa，含錫0.121wt.％時(shí)為最小值334.0MPa;布氏硬度隨含錫量的增加而持續(xù)增加，由

4、含錫0.003wt.％試樣的192HBW增長(zhǎng)到0.121wt.％的227HBW;沖擊韌度先升高后降低，在0.057wt.％時(shí)達(dá)到最大值9.11J，較不含錫試樣提高了40.6％，但過(guò)量的錫使蠕墨鑄鐵的沖擊韌度顯著惡化。
　　 蠕墨鑄鐵的耐磨性隨含錫量的增加變化不大，總體來(lái)講，錫的加入提高蠕墨鑄鐵的耐磨性，其中含錫0.121wt.％和0.057wt.％試樣的耐磨性較高，這主要是由于游離滲碳體的出現(xiàn)和珠光體層片間距減小，起到了釘扎位錯(cuò)

5、的作用。
　　 石墨和游離滲碳體處易于萌生熱龜裂裂紋，且萌生后優(yōu)先沿鐵素體和石墨擴(kuò)展。錫的加入有助于蠕墨鑄鐵耐熱疲勞性能的提高，含錫0.057wt.％試樣的耐龜裂和耐開(kāi)裂性能均最佳，這是由于石墨細(xì)化、數(shù)量減少，珠光體層片間距減小的綜合作用結(jié)果。
　　 綜上所述，適量錫的加入對(duì)蠕墨鑄鐵的組織及性能均有積極影響。含錫量為0.057wt.％時(shí)，石墨得到細(xì)化，珠光體層片間距明顯減小，力學(xué)性能、耐磨性及耐熱疲勞性能得到較大提高。微