化学成分和熔炼工艺对短流程灰铸铁组织与性能的研究

发布时间：2017-08-08 13:05

  本文关键词：化学成分和熔炼工艺对短流程灰铸铁组织与性能的研究

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【摘要】：本课题通过采用硅铁、硅钡、硅钙及稀土进行孕育的方法来改变化学成分对短流程灰铸铁力学性能的影响开始研究,以及改变冷却速度对短流程灰铸铁金相组织的影响,经多组实验数据的对比,得出各种孕育剂的最适加入量及最佳冷却速度。力学性能方面,硅铁孕育剂加入量在0.25%时,整体力学性能最好,孕育剂超过0.25%以后,高炉铁水遗传性又开始显现；硅钡孕育剂加入量在0.5%时,抗拉强度最高,此时品质系数最高,整体力学性能最好；硅钙孕育剂加入量在0.5%时抗拉强度达到最高,且在相同抗拉强度下,加入硅钙孕育剂以后,较加入其他孕育剂硬度低20-30HB；稀土孕育剂加入量在0.13%时,抗拉强度就已经达到200MPa以上,孕育剂加入量在0.48%时,作为灰铸铁,整体的力学性能最好。金相组织方面,随着孕育剂量的增多,A型石墨不断增多,石墨长度不断缩短,分布更加均匀；基体以珠光体为主,说明孕育剂可促进一阶段石墨化,减少白口倾向从而获得较小过冷度的优质铁水,能大大改善石墨的形态和分布状况,增加异质晶核数量,提高力学性能,细化基体组织。但超过一定量后,粗大石墨又开始显现,这与高炉铁水的遗传性有关。白口实验方面,三角试块薄壁处冷却速度大,石墨较少,渗碳体较多,硬度较高；随着壁厚的增加,冷却速度减小,石墨增多,渗碳体减少,硬度降低,而且石墨越来越均匀细化。此外,孕育剂的加入会使三角试块断口表面晶粒明显细化。综合实验得出硅铁孕育剂加入量0.25%、硅钡孕育剂加入量0.5%、硅钙孕育剂加入量0.5%、稀土孕育剂加入量0.48%时,对于壁厚大于10mm的灰铸铁孕育效果最好。
【关键词】：短流程灰铸铁 硅铁 硅钡 硅钙 稀土 孕育剂
【学位授予单位】：山东建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG251
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 选题依据10
• 1.2 国内外研究现状及发展状态10-12
• 1.2.1 国外发展状态10-11
• 1.2.2 国内发展状态11-12
• 1.3 影响短流程灰铸铁性能的因素12-15
• 1.3.1 孕育处理对灰铸铁性能的影响12-15
• 1.3.2 冷却速度对灰铸铁性能的影响15
• 1.4 课题研究的目的和内容15-17
• 1.4.1 研究目的15-16
• 1.4.2 研究内容16-17
• 第2章 实验内容及方法17-22
• 2.1 灰铸铁制备过程17-18
• 2.1.1 化学成分要求17
• 2.1.2 实验材料准备17
• 2.1.3 实验过程17-18
• 2.1.4 孕育剂的加入18
• 2.2 实验方法18-21
• 2.2.1 化学成分检测18
• 2.2.2 拉力试棒制备及检测18-19
• 2.2.3 三角试片的制备及检测19
• 2.2.4 试样硬度测试19
• 2.2.5 金相组织观察19-21
• 2.3 实验方案图示21-22
• 第3章 硅铁孕育剂对短流程灰铸铁组织性能的影响22-33
• 3.1 实验过程中的工艺参数及分析22
• 3.2 化学成分检测结果及分析22-23
• 3.3 力学性能检测结果与分析23-25
• 3.3.1 拉伸实验结果23-24
• 3.3.2 硬度实验结果24
• 3.3.3 力学性能检测结果分析24-25
• 3.4 金相组织的观察与分析25-27
• 3.4.1 金相组织25-26
• 3.4.2 基体组织26-27
• 3.5 冷却速度对基体组织的影响27-31
• 3.6 本章小结31-33
• 第4章 硅钡孕育剂对短流程灰铸铁组织性能的影响33-43
• 4.1 实验过程中的工艺参数及分析33
• 4.2 化学成分检测结果及分析33-34
• 4.3 力学性能检测结果与分析34-36
• 4.3.1 拉伸实验结果34-35
• 4.3.2 硬度实验结果35
• 4.3.3 力学性能检测结果分析35-36
• 4.4 金相组织的观察与分析36-38
• 4.4.1 金相组织36-37
• 4.4.2 基体组织37-38
• 4.5 冷却速度对基体组织的影响38-41
• 4.6 本章小结41-43
• 第5章 硅钙孕育剂对短流程灰铸铁组织性能的影响43-51
• 5.1 实验过程中的工艺参数及分析43
• 5.2 化学成分检测结果及分析43-44
• 5.3 力学性能检测结果与分析44-46
• 5.3.1 拉伸实验结果44
• 5.3.2 硬度实验结果44-45
• 5.3.3 力学性能检测结果分析45-46
• 5.4 金相及基体组织的观察与分析46-48
• 5.5 冷却速度对基体组织的影响48-50
• 5.6 本章小结50-51
• 第6章 稀土孕育剂对短流程灰铸铁组织性能的影响51-61
• 6.1 实验过程中的工艺参数及分析51
• 6.2 化学成分检测结果及分析51-52
• 6.3 力学性能检测结果与分析52-54
• 6.3.1 拉伸实验结果52-53
• 6.3.2 硬度实验结果53
• 6.3.3 力学性能检测结果分析53-54
• 6.4 金相组织的观察与分析54-57
• 6.4.1 金相组织54-55
• 6.4.2 基体组织55-57
• 6.5 冷却速度对基体组织的影响57-60
• 6.6 本章小结60-61
• 第7章 结论61-63
• 7.1 结论61-62
• 7.2 有待进一步解决的问题62-63
• 参考文献63-68
• 致谢68-69
• 攻读硕士学位期间论文发表及科研情况69

【参考文献】

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本文编号：640109