不同尺寸TiC陶瓷颗粒对HT200组织及性能的影响研究

发布时间：2018-01-09 02:22

本文关键词：不同尺寸TiC陶瓷颗粒对HT200组织及性能的影响研究　出处：《吉林大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：灰铸铁(gray cast iron)因其良好的铸造成型性、强有力的价格优势、优良的耐腐蚀、耐磨损、高硬度、铸件质量易控制等特性,得到了机械行业尤其是在汽车结构件(发动机缸体、缸盖)及机床上的广泛应用。然而,随着科学技术的不断发展,对灰铸铁的性能要求不断增加,传统的灰铸铁已逐渐不能满足需求。尤其随着现代汽车行业向轻量化、大功率化的发展,对灰铸铁材料的薄壁高强度性能要求也是越来越高。因此,亟需通过不断的研究来提高灰铸铁的力学性能。根据理论计算Ti C颗粒与奥氏体晶格错配度15%,具有成为初生奥氏体异质核心的基本条件,从而增加初生奥氏体的数量并得到复杂的空间网络框架结构,进而影响灰铸铁组织中石墨的形态、尺寸、数量和分布以及基体组织的组成及特征,从而提高灰铸铁的力学性能。本论文通过采用热爆热压合成技术成功制备出具有不同尺寸Ti C陶瓷颗粒的Al-Ti C中间合金,研究了不同尺寸和不同含量Ti C陶瓷颗粒对灰铸铁组织与力学性能的影响规律。主要结论如下:1)探究了不同碳源、C/Ti比及Al含量对Al-Ti-C反应体系热爆合成反应产物及Ti C陶瓷颗粒尺寸的影响规律,制备出微米级、亚微米级及纳米级的Ti C颗粒。为研究不同尺寸、不同含量Ti C陶瓷颗粒对灰铸铁组织与性能的影响奠定了基础。2)添加微米、亚微米及纳米尺寸的TiC陶瓷颗粒均能提高灰铸铁的抗拉强度,随着Ti C陶瓷颗粒尺寸的减小,灰铸铁试样的抗拉强度提高。随着纳米尺寸Ti C陶瓷颗粒加入量的增加,实验灰铸铁的抗拉强度提高,之后降低。添加0.5wt.%含量纳米尺寸Ti C陶瓷颗粒为最佳工艺含量,使实验灰铸铁的抗拉强度提高幅度达到50.4%。3)揭示了Ti C陶瓷颗粒提高灰铸铁抗拉强度的机理:Ti C陶瓷颗粒可以作为灰铸铁凝固过程中初生奥氏体的结晶核心,增加了初生奥氏体的数量,能够获得结构复杂的空间网络结构,而这种复杂的空间网络结构也限制了灰铸铁的共晶反应,为获得细小、弯曲、均匀分布的石墨组织创造了条件,同时Ti C陶瓷颗粒也能够促进共析转变的发生、发展,获得细小层片间距的珠光体基体。而且,随着Ti C陶瓷颗粒尺寸的减少,其作用效果更加明显。
[Abstract]:The effects of different carbon sources , C / Ti ratio and Al content on microstructure and mechanical properties of gray cast iron have been studied . The Ti C ceramic particles can be used as the crystal core of primary austenite in the solidification process of gray cast iron , the quantity of primary austenite is increased , the structure is complex , and the complex spatial network structure also limits the eutectic reaction of gray cast iron .

【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG143.2

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