柱塞泵缸体用水平连铸球铁型材的组织与性能研究

发布时间：2020-09-17 13:24

　　 本文以两种不同牌号水平连铸球墨铸铁型材(LZQT500-7和LZQT600-3)为研究对象,研究了水平连铸生产工艺对型材不同部位组织、力学性能和耐腐蚀性能的影响规律,同时使用Image J软件对其组织(石墨球数量、直径、形状因子、珠光体数量和片层间距)进行了定量统计分析。在此基础上,研究了两种相应等温淬火球墨铸铁不同部位的组织、力学性能和耐腐蚀性能,对ADI组织(贝氏体铁素体长度和厚度、残留奥氏体数量)进行了定量统计分析,探讨了0.3%Cu对球墨铸铁型材及其等温淬火球墨铸铁不同部位组织与性能的影响规律。所得主要结论如下:(1)LZQT500-7和LZQT600-3球铁型材不同部位的铸态组织均由铁素体、珠光体和石墨球组成。(2)按照水平连铸生产时铸铁型材所处的位置,LZQT500-7球铁型材左侧表层至心部石墨球数量减少、球化变差、球径增大,珠光体数量增多、片层间距减小。硬度水平方向关于型材中心基本对称,垂直方向硬度上下明显不对称,下侧硬度略高于上侧的同部位。表层和1/2R拉伸强度和扭转强度均优于心部。LZQT600-3球铁型材左侧表层至心部的组织与力学性能变化趋势与LZQT500-7球铁型材相同。但铜元素的添加,不同部位石墨球数量增多、球径减小、珠光体数量增多、片间距减小,拉伸强度和扭转强度均得到了提高,断面敏感性降低。(3)LZQT500-7和LZQT600-3球铁型材的耐腐蚀性能从表层至心部逐渐变差。但铜元素的添加,由于增加了型材不同部位的珠光体数量,耐腐蚀性能均有所降低。(4)LZQT500-7和LZQT600-3等温淬火球墨铸铁不同部位的组织均由贝氏体型铁素体、残留奥氏体和石墨球组成。(5)LZQT500-7等温淬火球墨铸铁左侧表层至心部针状铁素体尺寸增长变厚,残留奥氏体数量减少。表层和1/2R拉伸强度和扭转强度均优于心部。LZQT600-3等温淬火球墨铸铁左侧表层至心部针状铁素体尺寸和残留奥氏体数量变化趋势与LZQT500-7等温淬火球墨铸铁相同。但铜元素的添加,不同部位的针状铁素体明显细化,变短变薄,残留残留奥氏体数量增多,拉伸强度和扭转强度均得到了提高。(6)LZQT500-7和LZQT600-3等温淬火球墨铸铁的耐腐蚀性能从表层至心部逐渐变差。铜元素的添加,由于增加了型材不同部位的残留奥氏体数量,耐腐蚀性能得到了提高。(7)LZQT500-7球铁型材及其ADI下侧表层至心部的组织与力学性能性能同左侧有相同的变化规律。由于重力作用,下侧1/2R处组织明显细小,拉伸强度和扭转强度较高,优于下侧表层。(8)LZQT500-7和LZQT600-3球铁型材及其相应的ADI拉伸试样的断裂机制均为微孔聚集型和解理混合型断裂,扭转试样的断裂机制均为纯剪切断裂。
【学位单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TH322
【部分图文】：

1 绪论1 绪论1.1 水平连铸铸铁型材1.1.1 水平连铸铸铁型材及特点水平连铸铸铁型材（horizontal continuous casting iron bars，HCCIBs）的生产方法是将处理好的铁水倒入保温炉内，在水冷石墨套结晶器的作用下，凝固成具有一定强度的凝壳，然后在牵引机的作用下，拉拔成型材。该过程中，保温炉内的铁水会一直补充，如此反复循环，实现连续生产，拉拔出的型材根据一定的长度被切割成商品型材，生产线如图 1-1所示[1]。

因为随着温度下降，铁素体中的碳扩散变得非常缓慢。[15]研究了不同铜含量（0.09%、3.35%、6.84%和 14.2%）对铸铁屈服强度和铸铁布氏硬度的影响规律，结果如图 1-2 所示。可以看到，珠光体的布氏硬度均随铜含量的增加而提高。这是由于铜的加入，细化了珠光Cu 沉淀相的协同作用造成的。铜的加入使珠光体细化、稳定，并且铜时，使基体完全珠光体化；进一步增加铜，珠光体的片层间距显著减小 相颗粒沉淀相析出，位错钉扎作用增强，位错运动的阻力进一步增加。时，形成渗碳体，并且纳米级的 ε-Cu 相颗粒沉淀相数量明显增加，硬着铜的增加，珠光体的细化和纳米级的 ε-Cu 沉淀相的体积分数达到饱体显微硬度增长率变缓的原因。同时，由于在试样中形成了渗碳体，含14.2%Cu）的布氏硬度明显高于其它试样。同时，可以看到铜含量从 0，试样的拉伸强度逐渐增加，在 6.84%Cu 时取得最大值。然而，铜含量强度急剧降低，这是由于组织出现渗碳体，使材料变脆，导致试样在发始阶段早期断裂失效。

Tab. 2-1 Chemical composition of the HCCDIBsSi Mn P S Cu 2.41 0.27 0.04 0.01 - 2.41 0.27 0.04 0.01 0.3 生产特点，铁水在水冷石墨套的急冷作用下包裹的铁水在随后的空气对流或二次喷水雾面组织与性能的均匀性，使型材断面表层至型材组织与性能的研究[50]，发现型材断面组，垂直方向上下不同，下部组织优于上部。况，本文为了解型材不同截面的组织与性能m 处（下文统一描述为表层）、1/2R 半径和心和扭转（包括铸态和等温淬火）试样均取自样。相应的组织观察试样均取自对应拉伸或

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本文编号：2820768