高锰可锻铸铁的显微组织与力学性能研究

发布时间：2020-06-24 12:17

【摘要】： 可锻铸铁是一种常用的结构材料,其耐磨性和减振性优于铸钢,它的综合机械性能优于灰口铸铁,而接近同样基体的球墨铸铁。常用于汽车、拖拉机、农机具、管道附件中的薄壁中小铸件。虽然可锻铸铁有着退火时间长的缺点,但是其生产设备及工艺简单、生产成本低、质量稳定,仍有着较大的应用价值。在可锻铸铁中,由于锰有阻碍石墨化的作用,并且容易在共晶团界面偏析,其含量通常控制在0.4 wt %～1.2 wt %之间。基于将可锻铸铁应用于耐磨场合的目的,本文设计了这样一种可锻铸铁成分,即不添加其它合金元素,仅大幅提高锰的含量至2.5 wt %,同时调整硅含量(2.2 wt %、2.5 wt %、2.8 wt %)以保证石墨化退火的完成和缩短退火时间。在此基础上,对这种高锰可锻铸铁的高温石墨化退火、显微组织及力学性能进行了初步的研究。研究表明,虽然硅含量较高,但通过微量的铋、铝孕育及采用金属型铸造,可以得到断面为全白口的高锰高硅白口铸铁。不同硅含量的白口铸坯在880℃、920℃、960℃均可完成石墨化退火。含硅量2.8 wt %、2.5 wt %和2.2 wt %的铸铁样品在880℃下完成石墨化退火的时间分别为24.5、26和28小时;在920℃下完成石墨化退火的时间分别为22、24和26小时;在960℃下完成石墨化退火的时间分别为18.5、19.5、21小时。退火后的可锻铸铁分别在780℃、820℃、860℃进行了炉冷、空冷、油淬和水淬实验。研究结果表明,可锻铸铁经过油淬和水淬后的硬度基本相当,随着可锻铸铁试样硅含量的增加,可锻铸铁的硬度值稍有增加,可锻铸铁水淬后可得到淬火马氏体加残余奥氏体组织。随着淬火温度的提高,马氏体中的碳含量增加,淬火后针状马氏体组织也随之粗大;而随着铸铁中硅含量的升高,马氏体针状组织则越细小。各种硅含量的可锻铸铁在860℃水淬后硬度在53～55HRC之间,经过在200℃去应力低温回火后可得到回火马氏体组织,仍具有较高的硬度值(约下降3HRC左右),因此,含锰2.5 wt %的高锰可锻铸铁有可能作为一种潜在的耐磨可锻铸铁。
【学位授予单位】：湘潭大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TG143
【图文】：

白口铸铁,原始组织,高温石墨化

a) b)图 3.1 白口铸铁原始组织 200×a)试样 A b)试样 C铸铁中硅含量的增加，铸铁组织中的珠光体含量有所减少，而渗碳体含量增要原因是铸铁中硅使共晶点左移，所以硅含量越多，由杠杆定律计算可知，组织中的的渗碳体稍有增加。2 高温石墨化退火实验结果与分析2.1 高温石墨化退火实验结果各种铸铁试样于 880℃、920℃、960℃高温石墨化退火的实验结果见表 3表 3.1 不同含硅量白口铸铁试样的退火时间

高温退火,显微组织,试样,铸铁组织

23b) 500× c) 200×图 3.5 试样 B 经 880℃高温退火后的显微组织组织a) 4h b) 10h c) 26h3.6是白口铸铁试样C在880℃时进行高温石墨化退火不同时间后的金，当退火 24.5 小时后，铸铁组织中的渗碳体组织完全消失，达到了完火的目的。

【参考文献】