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铸态铁素体低碳球墨铸铁的研究

朱延东  
【摘要】:本文对铸态下铁素体基体的低碳球墨铸铁进行了初步的研究。通过多组试验方案,分析了化学成分(主要是碳和硅)、Sx变质剂的种类和加入量、石墨的形态和试样的冷却速度对低碳球墨铸铁中铁素体数量的影响,并从低碳球墨铸铁—次和二次结晶过程,综合考虑多种因素对铁素体的形成进行了讨论。 本次试验选取的主要化学成分范围为1.2-2.2 C%,2.0-3.2 Si%;变质剂种类为Sx_1-Sx_8;变质剂的加入量为0-1.8%。浇注圆柱形试样和条形试样。铁液采用无芯中频感应电炉来熔炼,采用快速热电偶测温,控制铁液的出炉温度。铁液由电炉熔化后倒入经过烘干的浇包中,采用冲入法在浇包内进行一次性变质处理。将处理好的铁液浇入到在浇口处放置陶瓷过虑片砂型中。浇注成型后的试样经过50分钟左右开型,在空气中冷却到室温。 使用光学显微镜,透射电镜(TEM),扫描电镜(SEM)对试样中的石墨和基体组织进行观察和分析,用扫描电镜对石墨球中的化学元素分布以及铁素体试样中铁素体区域和珠光体区域的元素分布进行了分析。 通过本次试验得到以下结论:选取高的碳、硅含量,低的锰、磷、硫含量有利于得到铁素体低碳球墨铸铁;得到了用于生产铁素体低碳球墨铸铁Sx变质剂的最佳配比;在工艺上,变质剂Sx的加入量在1.0%左右,采用对铁液的一次变质处理可以获得铁素体比例≥85%,σ b≈400Mpa、δ≈15%、α_k≈22 J/cm~2的低碳球墨铸铁;大量细小、圆整且分布均匀的石墨球是得到铁素体低碳球墨铸铁的必要条件;一般情况下,缓慢的冷却速度有利于铁素体低碳球墨铸铁的获得;在石墨球细小、圆整、并且数量较多且分布均匀时,快速冷却条件下也能获的铁素体低碳球墨铸铁。


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