等温淬火球墨铸铁的低温及磨损性能研究

发布时间：2017-05-19 18:00

  本文关键词：等温淬火球墨铸铁的低温及磨损性能研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：等温淬火球墨铸铁(ADI)是具有良好综合力学性能的材料,国内外对高强度、高韧性的ADI低温方面比较全面的研究相对较少,本试验为了研究两种高强度、高韧性的ADI材料(ADI-1和ADI-2)在低温下性能的变化规律,做了低温拉伸试验、低温冲击试验、硬度试验以及摩擦磨损试验,设置试验温度范围分别为20℃、-20℃、-40℃、-60℃,同时做了金相分析、断口SEM分析、XRD分析,最终得出以下结论:(1)随着温度的降低,两种ADI材料的抗拉强度明显升高,塑性和韧性下降,发生了由韧性断裂到混合型断裂再到脆性断裂变化的过程。(2)与常温情况相比,ADI-1材料在-20℃时,抗拉强度提高9.69%,伸长率下降25.62%,冲击韧度下降51.85%,硬度上升较快;在-40℃时,卡拉强度提高14.48%,伸长率下降32.34%,冲击韧度下降63.03%,但此时的冲击功为43J,表明此时该材料的韧性比较良好;在-60℃时,拉强度提高19.80%,伸长率下降34.62%,冲击韧度下降幅度较大,超过了70%,硬度有微小提高。表明ADI-1材料在低温下的综合力学性能比较良好。(3)与常温相比,ADI-2材料在-20℃时,拉强度提高了5.22%,伸长率下降12.65%,冲击韧度为75J,下降了19.36%;在-40℃时,相对于常温条件抗拉强度提高了6.84%,伸长率下降20.17%,冲击功下降52.69%;在-60℃时,抗拉强度提高了8.00%,伸长率下降27.8%,冲击功为31J,下降了66.67%,温度变化对硬度的影响不大。表明ADI-2材料在低温下的综合力学性能比ADI-1材料要稳定。(4)通过XRD检测奥氏体含量随着温度的变化趋势,验证了ADI材料在低温和应力的作用下,残余奥氏体会向马氏体转变,而且ADI-1材料转变的奥氏体比ADI-2的要多。(5)ADI-1材料在常温的磨损性能较好,该材料在-20℃低温保温处理之后,测得的磨损性能相对于常温有了一定的提高,但随着温度的继续降低,材料的磨损性能变化不明显,表明适当的低温处理可以提高该材料的磨损性能,同时说明适当的低温处理也可以拓宽ADI-1材料的使用范围,而低温处理对ADI-2的磨损性能影响不大。(6)ADI在盘销式磨损试验条件下的磨损机制主要为氧化磨损、磨粒磨损和表面剥落磨损。
【关键词】：等温淬火球墨铸铁 高强度 高韧性 低温性能 磨损性能
【学位授予单位】：湖北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG143.5
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 引言10-21
• 1.1 ADI简介10-11
• 1.2 选题背景及意义11-12
• 1.3 ADI的优点12-13
• 1.4 国内外的ADI研究现状13-19
• 1.4.1 国外的ADI研究现状14-16
• 1.4.2 国内的ADI发展状况16-19
• 1.5 课题研究的主要内容19-21
• 第2章 试验材料制备与试验设备21-32
• 2.1 试验技术路线21-22
• 2.2 成分设计22-24
• 2.3 铸态球铁的制作24-27
• 2.3.1 试验所需材料24-25
• 2.3.2 熔炼及浇铸过程25-27
• 2.4 球化孕育过程控制27-28
• 2.5 热处理工艺过程控制28-30
• 2.6 试验设备30-32
• 第三章 低温对ADI材料力学性能的影响32-54
• 3.1 两种ADI材料的组织分析32-34
• 3.1.1 两种ADI材料的力学性能32
• 3.1.2 ADI材料的组织分析32-34
• 3.2 低温下ADI材料的拉伸性能34-43
• 3.2.1 低温拉伸试验操作过程36
• 3.2.2 拉伸试验数据与断口分析36-43
• 3.3 低温下ADI材料的冲击性能43-47
• 3.3.1 低温冲击试验操作过程44
• 3.3.2 试验数据与分析44-47
• 3.4 低温保温处理之后ADI材料的硬度47-49
• 3.5 ADI材料的XRD分析49-52
• 3.6 本章小结52-54
• 第四章 低温对ADI材料磨损性能的影响54-59
• 4.1 磨损试验过程54-56
• 4.2 低温处理后ADI材料的磨损性能56-57
• 4.3 本章小结57-59
• 第五章 主要结论59-60
• 第六章 总结与展望60-62
• 参考文献62-65
• 致谢65-66
• 附录66

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本文编号：379375