高强高硬球墨铸铁材料的研究

发布时间：2017-07-08 14:12

  本文关键词：高强高硬球墨铸铁材料的研究

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【摘要】：高强高硬球墨铸铁材料综合性能良好,许多性能指标都能和合金钢媲美,并且相对合金钢有很大的价格优势和优良的铸造性能,许多采用铸钢生产的大型零部件正在慢慢被该材料所取代。为了适应适应高载荷、高力矩、复杂的工作环境,尤其在大型矿山磨机齿轮类产品方面,多为厚大断面球墨铸铁件(一般壁厚为150mm~200mm,最大达到300mm以上),对铸件的组织、性能,内部的超声波探伤要求很高,需要高强高硬球墨铸铁。本文研究的高强高硬球墨铸铁材料,要求附铸试块性能满足QT700-2(即抗拉强度σb(MPa):≥700,屈服强度σ0.2(MPa):≥420,伸长率δ(%):≥2,硬度:225~305HB)要求的基础上,铸件本体硬度要求≥290HB,这远远超过了国内外现有技术标准的要求。常规的方法是利用珠光体组织强化力学性能,获得均一的基体,能保持比较稳定的硬度,保持较高延展性。本文分四步先后在Y75试块和U70试块、阶梯试块、壁厚为150mm的铸件和最大壁厚为300mm的铸件上进行实验,主要是通过原材料配比、化学成分调整、变质处理工艺、合金种类和加入量以及热处理工艺的调整,获取最佳生产工艺方案。从附铸试块和铸件本体进行多个方案的设计与实验,对各方案实验过程进行严格控制和跟踪,对实验结果进行对比分析,选择能满足材料性能要求的材料配比,在保证材料性能的基础上考虑可操作性和经济性,得出该材料的最佳生产工艺方案。
【关键词】：球墨铸铁 高强高硬 球化 热处理 正火
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG255
【目录】：

• 摘要7-8
• Abstract8-9
• 第1章 绪论9-24
• 1.1 球墨铸铁概述9-16
• 1.1.1 球墨铸铁的发展趋势9-12
• 1.1.2 球墨铸铁的化学成分12-14
• 1.1.3 球墨铸铁的组织和性能14-15
• 1.1.4 球墨铸铁的生产工艺15-16
• 1.2 高强高硬球墨铸铁材料标准16
• 1.3 本课题研究背景和主要内容16-18
• 1.3.1 研究意义16-17
• 1.3.2 研究基础17
• 1.3.3 研究内容17-18
• 1.3.4 研究目标18
• 1.3.5 研究的技术路线18
• 1.4 影响指标的因素分析18-24
• 1.4.1 化学成分19-20
• 1.4.2 合金元素20-21
• 1.4.3 热处理工艺21-24
• 第2章 实验方案和过程24-41
• 2.1 项目难点分析24-25
• 2.2 实验方案的制定25-29
• 2.2.1 原材料的选择25-26
• 2.2.2 原材料配比26-27
• 2.2.3 化学成分设计27
• 2.2.4 合金种类和加入量的设计27
• 2.2.5 熔化冶金工艺方案27-29
• 2.2.6 热处理方案的设计29
• 2.3 检测设备及方法29-34
• 2.3.1 化学成分检测29-31
• 2.3.2 金相检测31-32
• 2.3.3 力学性能检测32-34
• 2.4 实验过程34-41
• 2.4.1 材料实验34-36
• 2.4.2 实验铸件的生产36-41
• 第3章 实验结果与分析41-64
• 3.1 材料实验结果41-45
• 3.1.1 第一阶段实验结果41-43
• 3.1.2 第二阶段实验结果43-45
• 3.2 实验铸件结果45-55
• 3.2.1 1#实验件的结果45-49
• 3.2.2 2#实验件的结果49-50
• 3.2.3 3#实验件的结果50-55
• 3.3 重要影响因素分析55-62
• 3.3.1 碳和硅对力学性能及金相组织的影响56-58
• 3.3.2 锰的影响58-59
• 3.3.3 硫和磷的影响59-60
• 3.3.4 残镁量和残留RE（稀土）量对性能及球化率的影响60-61
• 3.3.5 球化率对力学性能的影响61-62
• 3.4 定型工艺方案62-64
• 结论及展望64-66
• 参考文献66-69
• 致谢69

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本文编号：534891