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编辑导语:文中研究了硅含量对消失模铸造高硅球墨铸铁组织和性能的影响,利用光学显微镜和扫描电镜对石墨形貌及基体组织进行观察,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,采用消失模铸造工艺,浇注温度为1 487 ℃、负压0.05 MPa、球化剂加入量1.3%制得的含硅量为2.9%~4.6%的高硅球墨铸铁,基体组织为全铁素体;硅含量增加使球状石墨尺寸减小,对基体的割裂作用减小;使得铁素体晶粒平均尺寸减小形成细晶强化;硅元素固溶于铁素体中形成置换固溶体,随着硅含量的增加在铁素体晶界上产生偏析且程度越来越大,使铁素体基体产生晶格畸变,对铁素体产生显著的强化作用,因此高硅球墨铸铁的强度和硬度随着硅含量的升高而升高。当硅含量为2.92%时,球状石墨平均尺寸为35.6 μm,抗拉强度为441 MPa,布氏硬度为128 HBW,伸长率为17%;当硅含量为4.59%时,球状石墨平均尺寸为26 μm,抗拉强度为683 MPa,布氏硬度为186.1 HBW,伸长率为17.5%,综合力学性能较高。
1 试验材料和试验方法
表1 高硅铁素体球墨铸铁的化学成分(质量分数,%)
2 试验结果与讨论
2.1 硅含量对高硅球墨铸铁微观组织特征的影响
(a)2.92% (b)3.68%
(c)4.22% (d)4.59%
图1 不同硅含量的球墨铸铁试样石墨形貌
表2 不同硅含量的高硅球墨铸铁石墨数量及直径
图2 不同硅含量的球墨铸铁试样基体组织
表3 不同硅含量高硅球铁试样铁素体含量及晶粒尺寸
2.2 硅含量对高硅铁素体球墨铸铁力学性能的影响
表4 不同硅含量的铸态球墨铸铁力学性能
图3 不同硅含量球墨铸铁试样的拉伸断口形貌
3 硅元素对高硅球墨铸铁组织和性能影响机制
(a) 硅含量0~100%的Fe-Si平衡相图
(b) 硅含量0~10%的Fe-Si平衡相图
图4 Fe-Si平衡相图
表5 不同硅含量高硅球墨铸铁的铁素体显微硬度
(a) 硅含量2.92%
(b) 硅含量4.59%
图5 不同硅含量的球铁显微组织
表6 Si元素的偏析指标和各元素的质量百分含量(%)
图6 不同硅含量球墨铸铁X射线衍射图谱
表7 不同硅含量球墨铸铁的铁素体晶格常数
4 结论
编辑审核:柳建国
微信编辑:蔡文娟
来自: 一兵个人图书馆 > 《铸造资料》
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