鋅對低溫高韌性墨鑄鐵組織及性能的影響.pdf

1、低溫高韌性球墨鑄鐵機(jī)械性能優(yōu)良,在工業(yè)上的應(yīng)用非常廣泛的,風(fēng)電設(shè)備的關(guān)鍵零部件如輪轂、軸承座等都是采用的該材料。風(fēng)電的未來發(fā)展趨勢對材料的低溫韌性及耐蝕性提出了更高的要求。
　　 本課題在低溫高韌性球墨鑄鐵QT400-18L成分的基礎(chǔ)上中加入元素鋅,材料的化學(xué)成分(wt％)為3.7～3.9 C,0～1.56 Zn,2.3～2.5 Si,Mn＜0.3,S＜0.025,P＜0.07,0.02～0.04 RE殘,0.03～0.06 M

2、g殘,研究了該元素對低溫高韌性球墨鑄鐵組織、常溫力學(xué)性能、低溫沖擊韌度及耐腐蝕性的影響。
　　 研究結(jié)果表明,在0～1.56%的范圍內(nèi),Zn在低溫高韌性球墨鑄鐵中主要以固溶于鐵素體中的形式存在。在鑄態(tài)下試樣的組織為球狀石墨+鐵素體+少量珠光體,并沒有出現(xiàn)自由滲碳體和磷共晶,Zn的加入提高了石墨化等級、減小了石墨球的尺寸,基體中的珠光體量也明顯的減少,加Zn后石墨化等級和石墨球大小等級分別為7～8級和1～2級,珠光體量僅為2%～4

3、%;各成分試樣采用了相同的740℃×4h低溫石墨化退火工藝,退火后,試樣都獲得了全鐵素體基體組織,石墨球的圓整度增加。
　　 隨著鋅加入量的增多,鑄態(tài)試樣的布氏硬度有下降趨勢,低溫石墨化退火后的硬度低于同成分鑄態(tài)下的硬度;熱處理后的含鋅試樣拉伸強(qiáng)度略低于未加鋅的試樣,但都在423MPa以上;鋅加入后試樣延伸率有小幅的上升;當(dāng)鋅含量為0.33%時,材料的抗拉強(qiáng)度和延伸率分別為425MPa和24.0%,強(qiáng)度和韌性綜合性能良好。

4、>　　 材料的沖擊功隨著實驗溫度的降低而降低;加入鋅的低溫高韌性球墨鑄鐵試樣的沖擊韌性無論是在常溫還是在低溫下都要高于未加鋅試樣;當(dāng)鋅含量為0.33%時,材料在-20℃和-40℃下的低溫沖擊功都最高,AKV分別達(dá)到16.5J和14.5J。
　　 在3.5%NaCl溶液的浸泡腐蝕中,試樣表面的石墨均未受到腐蝕;腐蝕是從基體的晶界及基體與石墨球界面處丌始的,隨著腐蝕時間的增加,基體的晶粒內(nèi)部也出現(xiàn)腐蝕;各成分試樣的腐蝕速率都小于0

5、.1g·m-2·h-1,屬于全穩(wěn)定耐蝕性級別,耐蝕標(biāo)度都為1級,具有較好的耐蝕性;隨著鋅加入量的增加,材料的耐蝕性能呈現(xiàn)小幅提高的趨勢,鋅含量為1.56%時,腐蝕電位Ecorr最高(-0.6808V),腐蝕速率最小(0.052g·m-2h-1),耐蝕性能最好。
　　 在低溫高韌性球墨鑄鐵中加入鋅元素后,材料的組織性能都得到了一定程度的改善,退火后試樣都獲得了全鐵素體基體,綜合力學(xué)性能良好,其耐腐蝕性及在低溫下的沖擊性能也能滿足試