变质处理对金属型铸造高铬铸铁组织与性能的影响

发布时间：2017-10-10 15:22

  本文关键词：变质处理对金属型铸造高铬铸铁组织与性能的影响

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【摘要】：从如何提高材料韧性、降低生产成本和改善其使用寿命角度考虑,在不降低高铬铸铁性能的基础上,向高铬铸铁中加入其它微量元素,通过细化组织,改善碳化物形貌和分布,使其性能和寿命同时得到改善。变质处理目前是改善铸件性能的重要手段,其优点是简便易行、成本较低。本实验以山东省淄博金泰轧辊有限公司的离心复合铸造用高铬铸铁为原料,在实验室条件下用金属型铸造来研究不同变质剂对高铬铸铁组织与性能的影响。本文利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、洛氏硬度计、万能试验机等分析手段,通过对比实验的方法,分别考察了不同含量的硼、稀土镁、钼对高铬铸铁组织、物相组成、硬度、冲击韧性、抗拉强度、耐腐蚀等性能的影响规律。研究结果表明:(1)高铬铸铁中加入硼变质后,硼取代部分碳和铬形成了硼化物即(Fe,Cr)7(C,B)3和Fe23(C,B)6型碳化物。碳化物的形态和分布发生明显改变,碳化物由尖锐棱角的长条状、连续性较好的网状转变为孤立团块状、蠕虫状和球状分布,组织细化,孤立化程度得到明显改善。随着硼含量的增多,高铬铸铁的抗拉强度、冲击韧性、硬度、耐腐蚀性都得到提升。(2)往高铬铸铁中加入稀土镁,组织中并没有出现新相,但碳化物由粗大且呈长片状或长条状,有尖锐棱角的形态变为团块状和细的鱼骨状,对基体的割裂作用明显降低,这对提升高铬铸铁的韧性是十分有利的。稀土镁的加入整体提升了高铬铸铁的力学性能,且当加入的稀土镁的含量为0.6wt%时,其力学性能达到最大值,此时耐腐蚀性最佳。(3)加入适量的钼可以显著提升高铬铸铁的淬透性,且产生了新的化合物Mo2C,使得高铬铸铁的硬度值达到62HRC,此时碳化物的形貌和分布也有不同程度的改变,碳化物由长条状转变为孤立的球状,且数量增多,组织明显细化。当钼的加入量为0.6wt%时,高铬铸铁的综合力学性能达到最佳。
【关键词】：高铬铸铁 碳化物 变质处理 硼 稀土镁 钼
【学位授予单位】：陕西理工学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG257
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章绪论10-20
• 1.1 引言10-11
• 1.2 高铬白.铸铁11-15
• 1.2.1 高铬铸铁的组织与碳化物11-13
• 1.2.2 高铬铸铁的研究进展13-14
• 1.2.3 高铬铸铁的应用14-15
• 1.3 高铬铸铁的变质处理15-18
• 1.3.1 变质处理的原理及特点15-16
• 1.3.2 常用变质剂及其作用16-17
• 1.3.3 高铬铸铁变质处理的研究现状17-18
• 1.4 离心复合铸造18-19
• 1.4.1 离心复合铸造的特点18
• 1.4.2 离心复合铸造轧辊技术18
• 1.4.3 离心复合铸造其他耐磨铸件18-19
• 1.5 本文研究的意义和内容19-20
• 第2章实验方案及分析方法20-28
• 2.1 引言20
• 2.2 实验材料的选择20-21
• 2.2.1 原材料的选择20-21
• 2.2.2 变质剂的选择21
• 2.3 试样的制备（铸铁的熔炼）21-23
• 2.4 组织与断.形貌分析23-24
• 2.4.1 金相显微组织分析23
• 2.4.2 物相的分析23
• 2.4.3 断.形貌分析23-24
• 2.5 性能检测24-26
• 2.5.1 冲击试验24
• 2.5.2 拉伸试验24-25
• 2.5.3 硬度试验25
• 2.5.4 耐腐蚀性试验25-26
• 2.6 技术路线图26-28
• 第3章硼对高铬铸铁组织与性能的影响28-40
• 3.1 引言28
• 3.2 实验内容28-29
• 3.3 B对高铬铸铁组织的影响29-31
• 3.4 B对高铬铸铁物相的影响31-33
• 3.4.1 B变质高铬铸铁的XRD分析31-32
• 3.4.2 B变质高铬铸铁的EDS分析32-33
• 3.5 B对高铬铸铁力学性能的影响33-38
• 3.5.1 B对高铬铸铁冲击断.形貌的影响34-35
• 3.5.2 B对高铬铸铁冲击韧性的影响35-36
• 3.5.3 B对高铬铸铁抗拉强度的影响36-37
• 3.5.4 B对高铬铸铁硬度的影响37-38
• 3.6 B对高铬铸铁耐腐蚀性的影响38-39
• 3.7 本章小结39-40
• 第4章稀土镁复合变质对高铬铸铁组织与性能的影响40-51
• 4.1 引言40
• 4.2 实验内容40
• 4.3 稀土镁对高铬铸铁组织影响40-42
• 4.4 稀土镁对高铬铸铁物相的影响42-45
• 4.4.1 稀土镁变质高铬铸铁的XRD分析42-43
• 4.4.2 稀土镁变质高铬铸铁的EDS分析43-45
• 4.5 稀土镁对高铬铸铁力学性能的影响45-48
• 4.5.1 稀土镁对高铬铸铁冲击断.形貌的影响45-46
• 4.5.2 稀土镁对高铬铸铁冲击韧性的影响46-47
• 4.5.3 稀土镁对高铬铸铁抗拉强度的影响47-48
• 4.5.4 稀土镁对高铬铸铁硬度的影响48
• 4.6 稀土镁对高铬铸铁耐腐蚀性的影响48-49
• 4.7 本章小结49-51
• 第5章钼对高铬铸铁变质效果的研究51-62
• 5.1 引言51
• 5.2 实验内容51
• 5.3 钼对高铬铸铁组织的影响51-53
• 5.4 钼对高铬铸铁物相的影响53-56
• 5.4.1 加钼高铬铸铁的XRD分析53-54
• 5.4.2 加钼高铬铸铁的EDS分析54-56
• 5.5 钼对高铬铸铁力学性能的影响56-60
• 5.5.1 钼对高铬铸铁冲击断.形貌的影响56-57
• 5.5.2 钼对高铬铸铁冲击韧性的影响57-58
• 5.5.3 钼对高铬铸铁抗拉强度的影响58-59
• 5.5.4 钼对高铬铸铁硬度的影响59-60
• 5.6 钼对高铬铸铁耐腐蚀性的影响60-61
• 5.7 本章小结61-62
• 结论62-64
• 参考文献64-70
• 攻读硕士学位期间学术成果70-71
• 致谢71

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本文编号：1007117