Nb、Cr对奥铁体球墨铸铁组织和耐磨性能影响的研究

发布时间：2020-12-21 16:20

　　奥铁体球铁通过等温淬火热处理之后可以使球墨铸铁基体组织转变为针状铁素体和高碳奥氏体,这种含奥铁体组织的球铁称之为奥铁体球铁。与普通球铁材料相比,奥铁体球铁具有良好的塑性、较高的强度、动载性和吸震性及耐摩擦磨损性能好等许多优点。本课题分别采用Nb和Cr合金化制备奥铁体球铁来探讨其组织和性能方面的变化,并对两种合金化影响奥铁体球铁耐磨性能的作用机理进行了研究分析。实验过程为同一种等温淬火热处理参数下分别制备不同Nb和Cr含量的奥铁体球铁,分为Nb实验组和Cr实验组,Nb实验组分为三个不同含量对比试验组,分别为A0:wt（Nb）=0%、A1:wt（Nb）=0.1%、A2:wt（Nb）=0.25%、A3:wt（Nb）=0.4%。Cr实验组分为三个不同含量对比试验组,分别为B0:wt（Cr）=0%、B1:wt（Cr）=0.2%、B2:wt（Cr）=0.4%、B3:wt（Cr）=0.6%。通过对试样磨损前后的金相组织的对比分析和磨损实验测试得到实验数据来分析其规律。奥铁体球铁的铸态组织主要为:石墨球、珠光体、极少量的铁素体和碳化物。Nb和Cr主要以碳化物的形式存在,Nb和Cr含量不同会改变基体中珠... 

【文章来源】：武汉纺织大学湖北省

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132.4球化处理和孕育处理球墨铸铁的生产过程中需要进行球化处理与孕育处理的环节，球化和孕育处理可以显著改善球铁的性能，主要体现在以下方面：促进石墨形核、增加球化率、消除结晶过程中的过冷倾向。本实验选用FeSiMg8RE7球化剂和FeSi75的合金孕育剂，球化剂的加入量一般为铁液质量的1.0%-1.3%，孕育剂的加入量为铁液质量的1.0%，孕育剂不能一次性加入，分为两个部分加入，一部分放在浇包的底部，一部分在浇注过程中加入。这样可以有效增加石墨球数和石墨球的圆整度，防止球化衰退。球化剂放在浇包底部，并且在球化剂上边加入一定量的孕育剂和覆盖剂。球化孕育处理的示意图如图2.1所示。1.覆盖剂；2.孕育剂；3.球化剂图2.1球化孕育处理示意图Fig.2.1schematicdiagramofspheroidizedinoculation2.5铁液的浇注及等温淬火热处理参数设计2.5.1铁液的浇注浇注温度的不同会直接影响浇注效果，浇注温度过高时，虽然有利于排渣，但会延长铁液凝固时间，石墨形态会恶化，浇注温度较低时，第二次加入的孕育剂熔化时容易产生黑渣，导致球化不良。所以本实验将浇注温度控制在1370±10℃，浇注方式、时间和温度都会直接影响浇注效果，浇注是要注意连续且平稳快速，浇注时间也要合理，这样可以避免球化衰退现象。浇注一个标准的Y型试块和专用的取样模，具体的浇注尺寸如图2.2所示。取样模可以进行化学成分分析。

14图2.2Y型试块尺寸Fig.2.2Thesizeofblock对两种合金化试样进行化学成分检测，两个试样各个化学元素的含量分别如表2.2和表2.3：表2.2Nb合金化试样的化学成分检测结果（wt.%）Table2.2determinationofchemicalcompositionofNballoyedsamples(wt.%)表2.3Cr合金化试样的化学成分检测结果（wt.%）Table2.3determinationofchemicalcompositionofCralloyedsamples(wt.%)用于摩擦磨损试验的试样尺寸如下图，试样需要在热处理前加工至所需尺寸，这是由于等温淬火球铁在加工过程中容易发生加工硬化现象，增大加工难度。上摩擦副为不同合金含量经相同等温处理工艺获得的合金奥铁体球铁做成的大止推环试样，其结构如图2.3所示；下摩擦副采用不含合金元素的奥铁体球铁摩擦盘，其结构如图2.4所示。化学成分（wt.%）炉号CSiMnSpNbA13.652.460.340.0090.0190.12A23.642.480.340.010.0210.24A33.672.450.350.0090.0230.41化学成分（wt.%）炉号CSiMnSpCrB13.612.550.310.0120.0220.21B23.572.60.310.0170.0230.41B33.572.590.320.0080.020.58

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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本文编号：2930126