纳米材料改性高铬铸铁的组织和耐磨性

发布时间：2023-04-26 04:04

　　本文采用在模具表面喷涂纳米颗粒溶剂的方法,制备纳米Ti C、VC和CeO₂强化高铬铸铁试样。采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及其附件(EDS)观察高铬铸铁的显微组织,通过洛氏硬度计、冲击试验机、销盘磨损仪与台阶仪检测试样的硬度、冲击韧性和耐磨性。研究不同质量分数的纳米Ti C、VC和CeO₂颗粒对其组织和性能的影响,并对其影响机制进行了分析。未添加纳米颗粒的高铬铸铁试样心部组织较表面组织更粗大,其共晶碳化物呈孤立不连续杆状,碳化物尺寸大小不一,分布不均匀;断裂机制为脆性解理断裂,试样疲劳磨损最为严重,磨损表面出现很大面积的剥落,并伴有裂纹。纳米Ti C颗粒的加入,细化奥氏体和碳化物,碳化物由粗大杆状向分散、均匀的菊花状、颗粒状转变;当添加0.015%质量分数Ti C时,试样冲击功增加47.62%,断口出现少量韧窝,出现韧性断裂特征,磨损率降低47.73%,摩擦系数和磨损率都是最小,磨痕形貌最为光滑平整。纳米VC的加入使高铬铸铁的凝固组织细化,力学性能提高。当纳米VC颗粒添加量为0.015%质量分数时,碳化物形貌由棱角分明的粗大板条状...

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
第一章 绪论
    1.1 耐磨材料的研究现状及发展
    1.2 高铬铸铁简介
        1.2.1 高铬铸铁件的冶炼与浇注
        1.2.2 高铬白口铸铁的热处理
        1.2.3 高铬铸铁中主要合金元素的作用
    1.3 纳米材料
        1.3.1 纳米材料的制备方法
        1.3.2 纳米颗粒对晶粒大小及基体碳化物的影响
        1.3.3 纳米颗粒对力学性能的影响
    1.4 纳米材料在钢铁材料应用简介
    1.5 纳米颗粒应用于高铬铸铁领域
    1.6 本文研究内容及选题背景与意义
第二章 试验材料和内容
    2.1 试验材料
    2.2 试验设备
    2.3 试验方法
        2.3.1 铸造前准备
        2.3.2 铸造高铬铸铁球
        2.3.3 高铬铸铁球的热处理
        2.3.4 试样制备
    2.4 高铬铸铁组织结构分析和性能检测
        2.4.1 金相组织观察
        2.4.2 冲击性能检测
        2.4.3 洛氏硬度试验
        2.4.4 摩擦磨损试验(常温)
        2.4.5 扫描电镜试验
第三章 纳米TiC对高铬铸铁组织和性能的影响
    3.1 显微组织分析
        3.1.1 高铬铸铁金相分析
        3.1.2 扫描电镜试验结果与分析
    3.2 力学性能分析
        3.2.1 冲击韧性分析
        3.2.2 断口分析
        3.2.3 硬度试验结果与分析
    3.3 摩擦磨损性能分析
        3.3.1 磨损及摩擦系数分析
        3.3.2 台阶仪试验及磨损率分析
    3.4 本章小结
第四章 纳米VC对高铬铸铁组织和性能的影响
    4.1 显微组织分析
        4.1.1 高铬铸铁金相分析
        4.1.2 扫描电镜结果与分析
    4.2 力学性能分析
        4.2.1 冲击韧性分析
        4.2.2 断口分析
        4.2.3 硬度试验结果与分析
    4.3 摩擦磨损性能分析
        4.3.1 磨损试验及摩擦系数分析
        4.3.2 台阶仪试验及磨损率分析
    4.4 本章小结
第五章 纳米CeO2对高铬铸铁组织和性能的影响
    5.1 显微组织分析
        5.1.1 高铬铸铁金相分析
        5.1.2 扫描电镜结果与分析
    5.2 力学性能分析
        5.2.1 冲击韧性分析
        5.2.2 断口分析
        5.2.3 硬度试验结果与分析
    5.3 摩擦磨损性能分析
        5.3.1 磨损试验及摩擦系数分析
        5.3.2 台阶仪试验及磨损率分析
    5.4 本章小结
第六章 结论
参考文献
研究成果
致谢



本文编号：3801706