鑄鐵的凝固行為與組織控制.pdf

1、鑄鐵作為一種十分重要的工程結(jié)構(gòu)材料，在機(jī)械工業(yè)乃至世界經(jīng)濟(jì)中都占有著重要的地位。然而，由于鑄鐵具是十分復(fù)雜多元的結(jié)構(gòu)，要想達(dá)到生產(chǎn)工藝的穩(wěn)定性、控制方法的科學(xué)性、顯微組織的均勻性、綜合質(zhì)量的優(yōu)異性是很不容易的。
　　為了獲得良好性能的鑄鐵，一方面可以從鐵液的冶金質(zhì)量著手，另一方面可以通過(guò)改善鑄鐵的凝固組織來(lái)獲得性能優(yōu)異的鑄鐵。因此，從這兩方面著手，對(duì)鑄鐵的凝固行為與組織控制進(jìn)行了研究。
　　運(yùn)用熱分析技術(shù)研究了冷卻曲線溫度特

2、征值與灰鑄鐵化學(xué)成分之間的關(guān)系。經(jīng)回歸分析表明，不加碲樣杯也可進(jìn)行熱分析成分測(cè)試，用液相線溫度TL、共晶過(guò)冷溫度TEU和共晶回升溫度TER共同預(yù)報(bào)灰鑄鐵的碳、硅含量，預(yù)報(bào)精度更高。本實(shí)驗(yàn)條件下，灰鑄鐵碳含量的熱分析預(yù)報(bào)模型可表達(dá)為C％=-2.60237-0.00616TL+0.02925TEU-0.01739TER;硅含量的熱分析預(yù)報(bào)模型可表達(dá)為Si％=34.34162+0.00498TL-0.01729TEU-0.01676TER。<

3、br>　　在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)利用熱分析儀記錄球墨鑄鐵鐵液凝固冷卻曲線，應(yīng)用冷卻曲線上特征溫度值作為預(yù)測(cè)球化級(jí)別的判據(jù)。使用冷卻曲線和圖像分析軟件來(lái)描述不同的試樣，指出共晶過(guò)冷溫度TEU、共晶最高溫度TER以及共晶回升溫度△T(TER-TEU)與球化級(jí)別之間有對(duì)應(yīng)關(guān)系。發(fā)現(xiàn)球墨鑄鐵球化率和球狀石墨數(shù)量隨共晶過(guò)冷溫度TEU的升高呈線性降低;石墨球化率隨共晶回升溫度△T的升高而線性下降。熱分析試樣的球化率可由特征溫度值組合表達(dá)為y=1168.3658

4、7-0.93784TEU-2.84566△T。
　　采用頻率為50kHz的高頻電磁場(chǎng)對(duì)灰鑄鐵熔體液態(tài)階段和凝固階段分別進(jìn)行了高頻電磁場(chǎng)處理，探討了高頻線圈匝數(shù)、通電電流和處理時(shí)間對(duì)灰鑄鐵凝固組織的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:高頻電磁場(chǎng)快速、有效地改變了灰鑄鐵的凝固組織，經(jīng)過(guò)高頻電磁場(chǎng)處理之后，共晶團(tuán)尺寸明顯減小，長(zhǎng)直粗大的片狀石墨變的均勻細(xì)小彎曲。合適的線圈匝數(shù)和電流大小能夠在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到顯著的細(xì)化效果，其主要原因是電磁力引起的劇烈電磁攪