d5s高鎳奧氏體球墨鑄鐵材質(zhì)及鑄造工藝研究

1、上海大學(xué)碩士學(xué)住論文摘要高鎳奧氏體球墨鑄鐵(簡(jiǎn)稱高鎳球鐵)是一種含Ni元素在13％～38％范圍內(nèi)的一種合金奧氏體鑄鐵。根據(jù)美國(guó)材料檢驗(yàn)學(xué)會(huì)(ASTM)標(biāo)準(zhǔn)，D5S系列高鎳球鐵含鎳量為34％38％；這種高鎳鑄鐵的金相組織為含有少量碳化物的奧氏體基體上分布球狀石墨。由于基體組織為奧氏體，所以這種材料具有較好耐高溫性和抗腐蝕性，并具有一定的耐磨性；在國(guó)外已經(jīng)開(kāi)展了大量的研究并廣泛的應(yīng)用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪增壓器殼體、泵體等耐熱部件中。但是，

2、在國(guó)內(nèi)由于缺鎳而很少對(duì)高鎳球鐵的鑄造性能與工藝進(jìn)行研究，尤其是D5S系列含鎳量較高的鑄鐵。為了達(dá)到自主開(kāi)發(fā)與制造高鎳球鐵鑄件，減少成本的目的，我們對(duì)D5s高鎳球鐵的鑄造性能與工藝進(jìn)行了研究。針對(duì)D5S高鎳球鐵的金相組織要求，我們須考慮兩個(gè)問(wèn)題：1)鎳是貴重金屬，同時(shí)也是保證高鎳球鐵基體組織為奧氏_體的重要因素。這就要求在確定化學(xué)成分時(shí)候，不能只注重鎳元素對(duì)球墨鑄鐵組織性能的影響，同時(shí)還要考慮到降低成本。2)另外一個(gè)重要因素就是石墨形態(tài)。

3、在進(jìn)行球化孕育處理的時(shí)候，需要選擇合適的球化劑、孕育劑及其加入方式等處理工藝。由于高鎳球鐵的熔煉溫度較高，合金元素較多，這對(duì)球化孕育處理工藝有很大的影響。根據(jù)我們的實(shí)驗(yàn)分析和研究，得到以下結(jié)論：11D一5S高鎳球鐵化學(xué)成分含量對(duì)石墨形態(tài)的影響很大，尤其是C、Si、Ni三元素；其中Ni元素含量為13％以上即可滿足基體為奧氏體的要求。但是綜合C、Si、Ni對(duì)高鎳球鐵組織性能的影響和降低成本以及針對(duì)課題要求，得到較為合適的成分為：C：169～

4、187％，Si：48～49％，Ni：345～355％：21D5S高鎳球鐵合理澆注溫度應(yīng)為：1450℃左右，過(guò)熱溫度16004C左右：過(guò)低或過(guò)高都容易出現(xiàn)鑄造缺陷。3)高鎳球鐵進(jìn)行球化處理時(shí)，球化劑采用Ni—Mg合金球化劑比傳統(tǒng)的Mg合金球化劑的效果要好；采用坑內(nèi)沖入法(Tundish)，加入比例為11％左右；能夠得到圓度較好的石墨球。另外我們看到球化衰退一般在上海大學(xué)碩士學(xué)位論文ABSTRACTDuctileNi—resistcasti

5、ronisonekindofalloyedausteniticcastironscontainingNickelelementthatrangedfrom13percentto38percentinweightAccordingtoASTM(Associationofstandardtestformaterial)，D一5SseriesofductileNiresistcastironcontainsNickelelementinran

6、gefrom34percentto38percentinweight，whichfinetextureisconsistedofmatrixaustenitewithlittlespheroidalgraphiteandsmallamountofcarbidewithinitBecauseofthematrixaustenite，thiskindofmaterialtakesonsomeperfectperformanceespecia

7、llyinresistancetoelevatedtemperatureandcorrosionresistance；meanwhilet11ismaterialhasbeenstudiedandusedinthermalpartsinforeignindustrysuchasgas—turbineengine，turbinesupercharginghousingsandbodiesofpumpHoweverwehavehardlyc

8、arriedoutanyresearchaboutsuchmaterialinourcountryespecially。D5Sseriescastiron謝mllighnickelelementinweight，TherebywesetouttoresearchfoundrypropertiesandcastingtechnologyforD5SseriesductileNi—resistcastiron，inorderthatweca

9、nexploitandmanufactureductileNi—resistcastingsandcarlsavesomecostaswellBasedOnthefinetexturedemandofD一5SseriesductileNiresistcastiron，weshouldtaketWelevantproblemsintoaccount：firstlyNickelisonekindofpreciousmetal，whichis

10、ofimportantelementguaranteeingthematrixansteniteThismeanswhenwecometodeterminethecomponentcontent，notonlyshouldweconsiderNickel’SinfluencetometallurgicalstructureandpropertiesofductileNiresistCaStiron，weshouldalsocareabo

11、utthecostsfromthepreciousmetalSecondlywhat’StheotherimportantaspectweshouldcareaboutistheshapeofgraphiteThisdecidesweshouldselectsuitablenodularizerinoculantandaddingmethodduringliquidirontreatingprocessThehighmeltedtemp