稀土蠕墨铸铁蠕化处理及机理研究

发布时间：2017-10-24 04:06

  本文关键词：稀土蠕墨铸铁蠕化处理及机理研究

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【摘要】：本文在实验室条件下,利用小型中频感应电炉,熔化和处理蠕墨铸铁,同时利用旋转磁场装置等,影响和控制蠕化处理过程。系统研究了不同蠕化剂种类、加入量、蠕化处理工艺、孕育处理、蠕化过程及后续凝固过程中施加旋转磁场等手段,对蠕化率、蠕墨铸铁石墨形貌、基体组织、性能的影响规律。尤其是,针对蠕化处理时蠕化剂加入量范围窄,控制困难的问题,详细研究各类因素对蠕化处理效果及蠕化剂加入范围的影响,力争扩大蠕化剂加入量范围,减少生产过程中控制难度。实验结果表明:(1)获得较高的蠕化率,不同的蠕化剂拥有不同的加入量。随着蠕化剂加入量改变,铸件中石墨的形态会发生从片状到蠕虫状,再到球状的变化,而基体组织中铁素体减少,珠光体增多。不同的蠕化剂生产出的相同蠕化率的铸件的基体组织会有所不同,稀土硅铁合金处理的铸件中铁素体偏多,稀土镁合金处理的铸件中珠光体会增加,而稀土镁钙合金多为珠光体。铸铁抗拉强度和硬度总体上都是随着蠕化剂加入量的增加而增加。(2)孕育处理能够获得基体组织为铁素体和珠光体的铸件,有效的消除了蠕化剂蠕化处理所引起的白口倾向,增加了石墨的数量。一定的蠕化时间和孕育时间,获得的铸件具有较高蠕化率和较好的抗拉强度和硬度性能,而且拥有较多的有效蠕墨个数。冷速越慢,越容易得到蠕虫状石墨,冷速越快,石墨越易变成球状。(3)含钛的和含钙的混合蠕化剂的蠕化效果更好,加入量范围也更宽。蠕化效果相近的两种混合蠕化剂中,含钛蠕化剂的白口倾向大,更容易获得珠光体为主的铸态组织,而含钙蠕化剂的基体组织中铁素体偏多,珠光体偏少。(4)磁场的施加促进蠕化过程,使得蠕化率提高,蠕化剂的加入量范围增加,降低了蠕墨铸铁的生产工艺过程的控制难度。在蠕化元素残留量充足的情况下,电磁搅拌能够使石墨的生长过程(机制)发生变化,促进形成蠕虫状石墨,使得蠕化率有所提高。电磁场的作用对基体组织影响变化不大,拉伸强度和硬度只是有略微的下降。
【关键词】：蠕化剂 蠕化率 蠕墨铸铁 孕育 钛铁 硅钙
【学位授予单位】：江苏科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG250
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 第1章 绪论14-24
• 1.1 蠕墨铸铁的国内外发展与应用14-15
• 1.2 蠕墨铸铁的化学成分、组织及性能15-19
• 1.2.1 化学成分15-16
• 1.2.2 组织特点16-18
• 1.2.3 性能特点18-19
• 1.3 蠕墨铸铁蠕化处理方法及特点19-21
• 1.3.1 出铁槽撒入法19
• 1.3.2 堤坝式包底冲入法19
• 1.3.3 “二步”处理法19
• 1.3.4 喂丝法19-20
• 1.3.5 辛德卡斯铸造工艺20-21
• 1.4 蠕墨铸铁用蠕化剂21-22
• 1.4.1 稀土硅铁合金21
• 1.4.2 稀土镁硅铁合金21-22
• 1.5 选题意义及课题研究内容22-24
• 第2章 实验材料及方法24-31
• 2.1 实验用原材料及蠕化剂孕育剂的选择24-25
• 2.1.1 实验用原材料的选择24
• 2.1.2 蠕化剂与孕育剂的选择24-25
• 2.2 实验用蠕墨铸铁的熔炼及试样的制备25-27
• 2.2.1 蠕墨铸铁熔炼所用设备及熔炼工艺25-26
• 2.2.2 试样的制备26-27
• 2.3 分析及测试方法27-28
• 2.3.1 成分分析及组织观察27-28
• 2.3.2 力学性能28
• 2.4 蠕化率的定量计算28-31
• 2.4.1 对照标准图评定29
• 2.4.2 用图像分析仪进行评定29-31
• 第3章 蠕化处理对蠕墨铸铁组织性能的影响31-55
• 3.1 引言31-32
• 3.2 蠕化剂及加入量对蠕化处理的影响32-43
• 3.2.1 蠕化剂种类对石墨形态的影响32-35
• 3.2.2 蠕化剂种类对蠕化率的影响35-38
• 3.2.3 蠕化剂加入量对石墨形态的影响38-39
• 3.2.4 蠕化剂加入量对蠕化率的影响39-40
• 3.2.5 蠕化剂种类和加入量对蠕墨铸铁组织性能的影响40-43
• 3.3 孕育处理对石墨形态的影响43-46
• 3.3.1 孕育剂对蠕化效果的影响43-44
• 3.3.2 孕育剂加入量对蠕化效果的影响44-46
• 3.4 蠕化时间和孕育时间对蠕化效果的影响46-53
• 3.4.1 蠕化时间对石墨形貌的影响46-47
• 3.4.2 蠕化时间对蠕化率的影响47-48
• 3.4.3 蠕化时间对蠕墨铸铁组织性能的影响48-49
• 3.4.4 孕育时间对石墨形貌的影响49-50
• 3.4.5 孕育时间对蠕化率的影响50-51
• 3.4.6 孕育时间对蠕墨铸铁组织性能的影响51-53
• 3.5 冷却速度对石墨形态的影响53
• 3.6 本章小结53-55
• 第4章 混合蠕化剂对蠕墨铸铁组织和性能的影响55-65
• 4.1 引言55-56
• 4.2 混合蠕化剂对蠕墨铸铁组织的影响56-60
• 4.2.1 混合蠕化剂对蠕化率的影响56-58
• 4.2.2 混合蠕化剂对基体组织的影响58-60
• 4.3 混合蠕化剂对蠕墨铸铁性能的影响60-62
• 4.3.1 混合蠕化剂对抗拉强度的影响60-61
• 4.3.2 混合蠕化剂对硬度的影响61-62
• 4.4 混合蠕化剂对蠕化效果的影响机制62-64
• 4.5 本章小结64-65
• 第5章 电磁搅拌对蠕墨铸铁组织和性能的影响65-75
• 5.1 引言65-66
• 5.2 电磁搅拌对蠕墨铸铁组织的影响66-70
• 5.2.1 电磁搅拌对蠕化率的影响66-68
• 5.2.2 电磁搅拌对石墨形态的影响68
• 5.2.3 电池搅拌对尺寸的影响68-69
• 5.2.4 电磁搅拌对基体组织的影响69-70
• 5.3 电磁搅拌对蠕墨铸铁性能的影响70-71
• 5.3.1 电磁搅拌对抗拉强度的影响70
• 5.3.2 电磁搅拌对硬度的影响70-71
• 5.4 电磁感应强度对石墨形态的影响71-73
• 5.5 电磁搅拌对蠕化处理的影响机制73-74
• 5.6 本章小结74-75
• 结论75-76
• 参考文献76-79
• 致谢79-80
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录80

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 张伯明;;六十年来我国铸铁材料的发展[J];铸造;2012年01期

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本文编号：1086939