冲入法与喂线法对加Cr CADI组织与性能的影响

摘要

含碳化物的等温淬火球墨铸铁(CADI)是在等温淬火球墨铸铁(ADI)基础上通过在熔炼过程中添加少量的碳化物形成元素（如Cr，Ti，V，Mo，W等）发展起来的新型材料，它既保留了ADI高强度高冲击韧度的特点，同时又具有更好耐磨性的优势，特别适合应用在矿山机械磨球、衬板等场合。
　　本文采用冲入法和喂线法生产加铬CADI的铸态球铁，采用金相组织观察、扫描和能谱及X射线衍射分析，硬度、冲击韧度、抗拉强度和耐磨性测试，比较了两种方法对于不同Cr加入量的铸态试样和等温淬火热处理试样显微组织和力学性能的影响。
　　结果表明，相同Cr加入量的铸态试样中的石墨形态喂线法的要比冲入法的细小、圆整度好，随着Cr增加到0.8％以上，喂线法试样的碳化物较冲入法的少。随着Cr加入量的增加，两种方法得到的铸态试样均表现为硬度增加，冲击韧度减小，抗拉强度降低，硬度的增幅冲入法的较喂线法的快，喂线法相对于冲入法对冲击韧度和抗拉强度的提高程度增大。
　　采用920℃奥氏体化保温1.5h+280℃等温淬火2h工艺后，两种方法的CADI均表现为随着Cr的增加硬度提高，冲击韧度和抗拉强度减小，断裂类型从韧性断裂转变为脆性断裂。随着Cr含量的增加，冲入法得到的CADI的硬度的提高幅度仍然大于喂线法，喂线法比冲入法在相同Cr含量下对冲击韧度和抗拉强度提高的幅度仍然增加，冲击韧度提高从17.1％增加到73.2％，抗拉强度提高从1.04％增加到8.50％。
　　CADI的耐磨性均随Cr的增加而增强，磨损类型从严重的磨粒磨损转变为粘着磨损。当Cr加入量0.6％以下，两种工艺得到的CADI的耐磨性相差不大，之后冲入法的CADI耐磨性较高。同几种传统的矿山用耐磨材料相比，CADI具有抗拉强度和硬度较高、冲击韧度和耐磨性更好的综合优势，喂线法工艺的引入，拓展了CADI的使用范围。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 ADI和CADI的研究现状及发展

1．2．1 ADI和CADI的国内发展

1．2．2 ADI和CADI的国外发展

1．2．3 CADI得到广泛应用的背景

1．3 喂丝技术的发展应用与优势

1．3．1 喂丝技术在国内外的发展应用

1．3．2 喂丝技术的优势

1．4 本论文的主要研究内容

1．4．1 选题意义

1．4．2 主要研究内容

第2章 试验材料及研究方法

2．1 化学成分设计要求

2．2 铸态试样的生产制备

2．2．1 配料

2．2．2 砂型准备与造型

2．2．3 熔炼

2．2．4 球化孕育工艺

2．2．5 浇注工艺

2．3 热处理工艺的确定

2．3．1 奥氏体化温度和时间的确定

2．3．2 等温淬火温度和时间的确定

2．3．3 等温淬火介质的确定

2．3．4 采用的热处理工艺及设备

2．4 成分检测及显微组织分析

2．4．1 成分检测

2．4．2 金相组织观察

2．4．3 电镜扫描和能谱分析

2．4．4 X射线衍射分析

2．5 性能测试

2．5．1 硬度测试

2．5．2 拉伸测试

2．5．3 冲击韧度测试

2．5．4 耐磨性测试

2．6 本章小结

第3章 冲入法和喂线法对铸态组织与性能的影响

3．1 化学成分分析

3．2 冲入法与喂线法铸态组织的对比

3．2．1 冲入法生产的铸态组织观察

3．2．2 喂线法生产的铸态组织观察

3．2．3 碳化物的定性分析

3．3 冲入法与喂线法铸态力学性能的对比

3．3．1 硬度的比较

3．3．2 冲击韧度的比较

3．3．3 抗拉强度的比较

3．4 本章小结

第4章 冲入法和喂线法对CADI组织与性能的影响

4．1 冲入法与喂线法试样热处理后组织的对比

4．2 冲入法与喂线法试样热处理后力学性能的对比

4．2．1 硬度的比较

4．2．2 冲击韧度的比较

4．2．3 冲击断口形貌分析

4．2．4 抗拉强度的比较

4．2．5 耐磨性能的比较

4．2．6 磨损面形貌分析

4．3 CADI与传统耐磨材料性能的对比

4．4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢