稀土合金變質(zhì)對高碳當(dāng)量灰鑄鐵組織與性能的影響.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、高碳當(dāng)量灰鑄鐵一般是指碳當(dāng)量在共晶點附近的一類鑄鐵。此類鑄鐵具有良好的鑄造性和減磨性,同時,與其它合金相比具有充型和加工容易、生產(chǎn)設(shè)施和成型過程簡單以及成本低廉等優(yōu)越性。因此,高碳當(dāng)量灰鑄鐵在汽車上的應(yīng)用越來越受到重視。汽車上的制動鼓和剎車盤等件的生產(chǎn),所采用的就是這類高碳當(dāng)量灰鑄鐵。這類鑄鐵還可以被大量應(yīng)用于各種薄壁工件上,尤其是在各種缸體與缸蓋上。隨著鑄造工藝與技術(shù)的不斷完善,高碳當(dāng)量灰鑄鐵的應(yīng)用會越來越廣泛。但是它的力學(xué)性能相對較

2、差,如強度較低,脆性較大等,因此如果能在保證高碳當(dāng)量灰鑄鐵良好鑄造性能的同時,使它的力學(xué)性能也滿足生產(chǎn)的需要,高碳當(dāng)量灰鑄鐵將具有更加廣闊的應(yīng)用前景。
   稀土對高碳當(dāng)量鑄鐵與低碳當(dāng)量鑄鐵同樣可起變質(zhì)作用,國內(nèi)外的研究已經(jīng)表明稀土對鑄鐵的組織和性能有重要的影響。應(yīng)用稀土合金作變質(zhì)劑改變石墨的形態(tài),從而生產(chǎn)球墨鑄鐵和蠕墨鑄鐵的技術(shù)在國內(nèi)外都已很成熟,但用它作為變質(zhì)劑對高碳當(dāng)量灰鑄鐵組織與性能的影響還需要進一步的研究。目前,國外已

3、有許多家工廠采用稀土型變質(zhì)劑處理灰鑄鐵,而國內(nèi)尚未普遍采用稀土合金變質(zhì)劑。因此,研究稀土合金在高碳當(dāng)量灰鑄鐵中的作用機理,從而找出提高高碳當(dāng)量灰鑄鐵力學(xué)性能的途徑和方法是本課題研究的關(guān)鍵。
   本文分別從流動性、收縮性等鑄造性能,抗拉強度、硬度等力學(xué)性能以及石墨、基體組織、初生奧氏體、共晶團等金相組織的角度對稀土合金變質(zhì)后的高碳當(dāng)量灰鑄鐵進行了分析。
   鑄造性能方面,變質(zhì)前后高碳當(dāng)量灰鑄鐵的整體流動性在1020-1

4、400mm。說明稀土合金變質(zhì)處理后仍然保持了高碳當(dāng)量灰鑄鐵良好的流動性;稀土合金加入量在0.10%-0.30%之間時,白口傾向降低,白口寬度在2.2mm左右。說明稀土合金在此加入量范圍內(nèi)具有良好的孕育效果;經(jīng)一定量的稀土合金變質(zhì)后,高碳當(dāng)量灰鑄鐵的收縮傾向減小。
   力學(xué)性能方面,稀土合金加入到一定量時,高碳當(dāng)量灰鑄鐵中會使抗拉強度提高,稀土合金加入量與抗拉強度之間表現(xiàn)為“雙峰值曲線”關(guān)系。當(dāng)稀土合金加入量為0.20%時,抗拉

5、強度達到第一峰值點,其值與變質(zhì)前的相應(yīng)值相比,提高了近20%;增加稀土合金加入量至0.25%時,鑄鐵的抗拉強度降低;繼續(xù)增加稀土合金加入量至0.30%時,抗拉強度又提高到188MPa,與變質(zhì)前的相應(yīng)值相比,提高了近30%。
   金相組織方面,稀土合金的加入增加了初生奧氏體枝晶的數(shù)量,減小了二次枝晶臂間距,從而也使得共晶團大小、數(shù)量發(fā)生變化。同時,初生奧氏體枝晶的增多,減小了石墨的生長空間,石墨晶核相對密集,石墨生長時受到骨架的

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