冷却速度对高硅球墨铸铁组织和性能的影响

摘要

采用消失模铸造工艺制得不同壁厚梯度的高硅球铁试样,用以研究不同冷却速度对其组织和性能的影响,使用光学显微镜和扫描电镜观察高硅球铁试样的微观组织,利用万能拉伸试验机和数显布氏硬度仪测量其力学性能。结果表明:随着冷却速度的增加,高硅球墨铸铁试样的基体组织为全铁素体,球状石墨尺寸逐渐减小,铁素体晶粒尺寸逐渐减小,晶粒细化;硅元素在铁素体晶界处的偏析现象越来越明显,铁素体基体的晶格常数逐渐减小,铁素体的晶格畸变程度增大。硅含量4.59%的高硅球墨铸铁试样在壁厚12 mm处,球状石墨的平均尺寸约为20.4μm,铁素体晶粒平均尺寸约为31.9μm,抗拉强度约为683 MPa,伸长率为19%;在壁厚42 mm处,球状石墨平均尺寸约为29.2μm,铁素体晶粒平均尺寸约为54.9μm,抗拉强度约为666 MPa,伸长率为15%。冷却速度的增加使高硅球墨铸铁的强度和硬度逐渐增加,力学性能得到提升。