Cu合金化对ADI组织和性能的影响

发布时间：2017-09-19 13:33

  本文关键词：Cu合金化对ADI组织和性能的影响

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【摘要】：等温淬火球墨铸铁（ADI）强度高、韧性好，比普通球铁、铸钢、可锻球铁等有更好的综合力学性能，应用范围越来越广，如凸轮轴、齿轮、曲轴等领域。化学成分以及热处理工艺等是影响ADI的重要因素，一般Mo、Ni等是ADI常用合金化元素，这些元素可以提高材料的性能。近年来，由于Mo、Ni等原材料价格日益昂贵，ADI的推广受到制约。本文以Cu作为ADI的合金化元素，控制Cu的加入量以及热处理工艺来代替Mo、Ni元素，并使其具有较高的综合性能。 本文通过拉伸试验、冲击试验、硬度试验及微观组织观察方法，分析Cu含量对单步等温淬火及两步等温淬火ADI组织及性能的影响，结果表明：单步等温淬火工艺下，Cu含量小于1.0%时可细化石墨，增加珠光体含量，等温淬火时促进贝氏体形成，减少残余奥氏体含量，Cu含量高于1.0%时，石墨粗化；力学性能方面，随Cu含量增加，强度先升高后降低，Cu含量为1.0%时抗拉强度达到最大1170MPa；冲击功随Cu含量增加而上升，Cu含量为0.8%时达到最高136.6J，Cu含量继续增加，冲击功平缓降低；硬度方面，随Cu含量增加，硬度持续增长，在Cu加入量为0.8%时达到最高372HBW，Cu含量大于0.8%，硬度下降。两步等温淬火工艺下，基体组织细小，随Cu含量增加，基体中贝氏体含量升高，残余奥氏体含量较少，分布均匀，Cu含量超过0.8%，残余奥氏体含量增加，贝氏体含量降低，石墨粗化；力学性能方面，随Cu含量增加，抗拉强度增加，Cu含量大于1.0%时，抗拉强度平缓降低，Cu加入量为0.8%时抗拉强度达到最大1420MPa；冲击功随Cu含量增加而升高，Cu含量为1.4%时达到最高117.6J，Cu加入量继续增加，，呈下降趋势；硬度方面，随Cu含量增加，硬度增加，Cu含量为0.8%时达到最高值454HBW，Cu含量超过0.8%，硬度下降。本试验ADI性能与含Mo、Ni元素ADI的性能相近，因此可用Cu元素减少或代替Mo、Ni元素含量，减少成本。
【关键词】：ADI 等温淬火 Cu含量 组织 力学性能
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG143.5
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-19
• 1.1 课题研究的背景及意义10-11
• 1.2 等温淬火球铁（ADI）简介11-14
• 1.2.1 等温淬火球铁11-12
• 1.2.2 生产工艺12-13
• 1.2.3 等温淬火球铁应用13-14
• 1.3 化学元素在等温淬火球铁中的作用14-15
• 1.4 国内外等温淬火球铁的研究现状15-18
• 1.4.1 国外研究现状15-16
• 1.4.2 国内研究现状16-18
• 1.5 主要研究内容18-19
• 第2章 试验材料及试验方法19-26
• 2.1 试验材料及设备19-20
• 2.1.1 试验材料19
• 2.1.2 试验设备19-20
• 2.2 试验方案20-21
• 2.2.1 Cu 含量的确定20
• 2.2.2 试验流程图20-21
• 2.3 试验过程21-23
• 2.3.1 砂型制作过程21
• 2.3.2 熔炼及浇铸21-22
• 2.3.3 热处理工艺22-23
• 2.4 微观组织观察23
• 2.5 力学性能试验23-26
• 2.5.1 拉伸试验23-24
• 2.5.2 冲击试验24
• 2.5.3 硬度试验24-26
• 第3章 Cu 含量对单步法 ADI 组织和性能的影响26-38
• 3.1 引言26
• 3.2 Cu 含量对单步法 ADI 组织的影响26-31
• 3.2.1 Cu 含量对铸态组织的影响26-29
• 3.2.2 Cu 含量对淬火态组织的影响29-31
• 3.3 Cu 含量对单步法 ADI 性能的影响31-36
• 3.3.1 Cu 含量对拉伸性能的影响31-33
• 3.3.2 Cu 含量对硬度的影响33-34
• 3.3.3 Cu 含量对冲击性能的影响34-36
• 3.4 本试验 ADI 性能与含 Mo、Ni 元素 ADI 性能对比36
• 3.5 本章小结36-38
• 第4章 Cu 含量对两步法 ADI 组织和性能的影响38-49
• 4.1 引言38
• 4.2 Cu 含量对两步法 ADI 组织的影响38-42
• 4.3 Cu 含量对两步法 ADI 性能的影响42-47
• 4.3.1 Cu 含量对拉伸性能的影响42-44
• 4.3.2 Cu 含量对硬度的影响44
• 4.3.3 Cu 含量对冲击性能的影响44-47
• 4.4 本试验 ADI 性能与含 Mo、Ni 元素 ADI 性能对比47
• 4.5 单步法与两步法 ADI 组织和性能对比47-48
• 4.6 本章小结48-49
• 结论49-50
• 参考文献50-54
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文54-55
• 致谢55

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：881947