论文低温石墨化退火对低钼、低镍球墨铸铁组织和力学性能影响是适合不知如何写石墨化方面的相关专业大学硕士和本科毕业论文以及关于石墨化名词解释论文开题报告范文和相关职称论文写作参考文献资料下载。
摘 要：对含钼0.25%,含镍0.2%～0.8%的球墨铸铁进行低温石墨化退火,测试了其力学性能,并对显微组织和冲击断口进行观察和分析.结果表明：添加少量钼和镍后铸态球墨铸铁中铁素体含量增加,冲击韧度提高50%以上,强度和硬度下降；进行低温石墨化退火后球墨铸铁中珠光体逐渐转变成铁素体,和铸态相比冲击韧度有大幅度提高,冲击吸收功最多增加500%,冲击断口存在较多的撕裂岭和少量韧窝；此外,添加钼和镍后,不同的退火工艺下试样的力学性能参数比较稳定,波动小.
关键词：球墨铸铁；退火；显微组织；冲击韧度
中图分类号：TG164.2文献标识码：A
1943年,美国的K.D. Millis用NiMg合金在几乎和目前类似的生产条件下生产出球铁.由于其优异的性能和较低的生产成本,球墨铸铁生产技术在全球得到了飞速发展并在现代工业中得到了广泛应用[1-2].球墨铸铁的冲击韧度一般都比较低,在使用过程中有较大的局限性.因此,提高球墨铸铁的冲击韧度具有较高的研究和应用价值.长沙金龙铸造实业有限公司为满足生产需求,需要研发一种高强高韧球墨铸铁,要求在保证强度的前提下尽量提高冲击韧度.当强度要求不高时,可以对球墨铸铁进行低温石墨化退火,消除部分游离渗碳体[3-5],增加铁素体含量,使得冲击韧度增加,强度降低.等温淬火球墨铸铁的强度和冲击韧性比普通球墨铸铁要优越[6],当强度要求较高时可以进行等温淬火,获得强度韧性都较好的贝氏体组织[7].而低温石墨化退火工艺较简单,能耗较小.因此研究低温石墨化退火工艺对生产高韧球墨铸铁的成本控制、节约能源等方面具有重要的应用价值.
1试验方法
1.1化学成分和热处理工艺
由于锰使球墨铸铁的白口倾向增加,过多的锰对冲击韧性不利[8],锰含量（质量分数,下同）一般应控制在0.2%以下.磷含量超过0.07%时,基体内易产生磷共晶脆性相.硫属于反球化元素,而且容易生成硫化物杂质,严重影响韧性,硫是有害杂质[9],一般含量控制在0.03%以下.钼溶入铁素体中可形成稳定的特殊碳化物（FeMo）3C,强化铁素体基体,钼还可以细化晶粒、增加石墨球数,钼含量设为0.25%；添加镍可提高球墨铸铁的强度和冲击韧度,尤其是和少量钼结合使用时效果更显著[4].因此添加少量钼和镍可以改善球墨铸铁的强度和冲击韧性.试样的化学成分设计如表1所示.
1.2铸造熔炼
将生铁3 t、回炉料1 t、废钢300 kg和适量钼铁、镍铁合金加入规格为4.5 t的中频感应炉中熔炼,采用冲入球化法和随流孕育法浇注Y型试样.其中球化剂牌号为QRMg8RE5,加入量1.2%,孕育剂为FeSi75,加入量1%.
1.3热处理工艺
试验采用型号为KSY6DB的管式电炉进行低温石墨化退火,其一般工艺是在720～750 ℃保温3～6 h,但由于试样含有0.25%Mo,为使原子得到充分扩散,选择在740 ℃和750 ℃下保温4 h,5 h和6 h,炉冷至600 ℃空冷.热处理工艺如图1所示.
2试验结果及分析
2.1金相组织分析
试样磨平、抛光后,采用4%的硝酸酒精溶液腐蚀30 s,在金相显微镜下观察.4个试样的铸态组织如图2所示.
球墨铸铁中,由于球状石墨的含碳量接近100%,导致石墨球周围产生贫碳区,阻止了珠光体的形成[10],基体组织为铁素体,形成铁素体包裹石墨球,珠光体包裹铁素体的特殊组织,称为牛眼组织.由图2可知,球墨铸铁铸态下的组织主要为珠光体+铁素体,此外还弥散地分布着石墨球.图中黑色石墨球周围明亮的区域是铁素体,其余大片的黑色组织为珠光体、少量磷共品和自由渗碳体组成的机械混合物[11].
1,2,3号试样添加了钼和镍之后铁素体含量明显增加,牛眼组织之间的珠光体减薄,铁素体变厚,导致牛眼组织中铁素体相连.此外,添加钼和镍之后球铁中的石墨球变得更加圆整,断裂时其对基体的割裂作用也更小,对提高冲击韧性有利[12].镍原子可以在球墨铸铁中无限固溶并呈现负偏析,在共晶团内部富集,和碳不形成碳化物[4],因此添加0.25%的钼和0.4%～0.8%的镍可以促进球墨铸铁中铁素体的形成,冲击韧度将得到提高[13].
2.2力学性能测试和断口分析
对热处理前后的试样进行力学性能测试,包括抗拉强度、冲击韧性、硬度等.抗拉强度测试采用美国Instron 型电液伺服力学试验机,冲击韧性实际上揭示了材料的变脆倾向,用冲击试验机对试块一次性冲断时所消耗的冲击功表示.根据国际标准[ISO 1083：2004（英）],球墨铸铁的拉伸采用圆棒状试样,冲击试块采用夏比V型缺口的试块.测试时每组3个样,取平均值.测得的试样冲击功如表2所示.抗拉强度、断后延伸率和布氏硬度如表3,表4和表5所示.
由表2～表4可知,添加钼和镍后的试样其冲击韧性提高50%以上,强度下降15%～40%.退火处理后试样的冲击韧度都有很明显的提高,其中0号试样的冲击吸收功提高了500%以上.总体上看740 ℃保温6 h,750 ℃保温4 h和750 ℃保温6 h的热处理对冲击韧性的提高最明显,除3号试样外冲击功都达到10 J以上.这是由于退火使得珠光体转变成铁素体,原子扩散过程中消除了部分铸造内应力和组织缺陷[14].其次少量的钼可以抑制珠光体的形成,试样添加钼和镍后,珠光体含量降低,铁素体含量增加,抗拉强度有较为明显的下降,随着镍含量增加,抗拉强度又呈上升趋势.从表4中数据看,退火后试样的断后延伸率都有一定的提升,其中750 ℃保温4 h的热处理对断后延伸率的提升效果最为明显,除3号样品外,其他样品的断后伸长率大多都超过10%.
综合以上数据分析,试样在750 ℃保温4 h的热处理状态下塑性韧性都有很明显的改善.4种成分的试样在750 ℃保温4 h后的金相组织见图3.
总结:本论文可用于石墨化论文范文参考下载，石墨化相关论文写作参考研究。
参考文献：
1、 基于RS485总线石墨化过程测控系统设计 摘 要：采用RS485现场总线技术和网络技术，在MCGS WWW网络版组态软件平台上，设计了一套以工控机为主机的锂电池负极材料石墨化过程实时测控。
2、 恶臭假单胞菌UW4中趋化受体蛋白的克隆、表达与鉴定 摘 要：植物根際促生菌因其能够促进植物生长、防治病害的优势日益受到广泛关注，其研究主要集中在假单胞菌类，假单胞菌类在植物根际的定殖主要与趋化作用。
3、 小麦冬春性人工低温春化鉴定 摘要：本试验旨在筛选适合小麦冬春性室内鉴定的方法和指标，以济麦19、钱交麦、泰山1号、济麦20、中国春为强冬性、冬性、半冬性、偏春性和春性对照，。
4、 原子吸收法测定化探样品中钴、镍 [摘要]本文运用混合酸一次分解样品、火焰原子吸收光谱法（FAAS）对化探样品中钴、镍这两钟元素进行连续测定，取得了比较满意的结果。[关键词]钴。
5、 低碳经济对国际贸易规则影响中国 【摘要】现在世界各国在重视经济发展的过程中，都注重保护生态环境，生态环境是人们生存的根本，一旦生态环境被破坏，造成的损失不可估算。现在国际上都提。