大断面球墨铸铁组织与性能稳定性的研究--《华南理工大学》2010年硕士论文
大断面球墨铸铁组织与性能稳定性的研究
【摘要】：
大断面球墨铸铁件由于凝固冷却缓慢,使得铸件中心常出现碎块状石墨等石墨畸变现象,大大降低了铸件心部的力学性能。在过去的40多年里,国内外科研工作者对于大断面球墨铸铁件中的石墨畸变问题进行了大量的研究,也取得了很大的进展。但是,目前对于碎块状石墨的形成机理仍不是非常清楚,对于该问题的研究也在不断继续。
本文首先在工业生产现场浇注了Φ590×800mm的大断面球墨铸铁件,分析了其不同断面处的凝固过程、组织形貌和力学性能,探讨了铸件中的碎块状石墨的形成原因。然后,本文研制了1500℃组合式多功能电阻炉,并利用该装置控制模拟铸件的凝固,实现了对大断面铸件凝固过程的物理模拟。在此基础上,本文进一步研究了微量元素Sb、Bi以及随流孕育剂量对模拟铸件组织性能的影响,研究了随流加入纳米SiC颗粒对球墨铸铁组织性能的影响。主要结论如下:
(1)Φ590×800mm大断面球墨铸件凝固冷却缓慢,在铸件中心凝固时间最长,达到372分钟。在铸件边缘凝固时间最短,为232分钟;铸件不同壁厚处的显微组织和力学性能变化情况特别。在铸件距中心170mm处,石墨形态恶化严重,碎块状石墨最多,力学性能最差,铸件抗拉强度、硬度、延伸率分别为362MPa、195HBW、1.67%。在铸件距中心255mm处,石墨形态最好,力学性能最佳,铸件抗拉强度和硬度分别为494MPa和225HBW。在铸件距中心85mm的圆周范围内,存在一定量的球状石墨和碎块状石墨,铸件综合力学性能较好。
(2)Φ590×800mm大断面铸件中,沿径向方向镁和稀土元素出现了一定的宏观偏析。在铸件距中心170mm处,镁和稀土元素富集,其含量分别比铸件距中心255mm处高26%和20%。
(3)1500℃组合式多功能电阻炉结构简单、使用方便。利用该电阻炉能较好地控制模拟铸件的冷却,实现了模拟铸件对大断面铸件心部凝固过程的模拟。模拟铸件与大断面铸件实际凝固冷却曲线的误差小于1.7%。
(4)微量元素Sb、Bi能够改善模拟铸件中畸变石墨的形态。当加入量分别为0.01wt.%时,Sb元素的改善效果强于Bi元素。当Sb合金的加入量为0.03wt.%时,模拟铸件的碎块状石墨形态消失,球墨形态最好。此时,铸件的抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为最高值707MPa、610MPa和2.96%,比不加微量元素模拟铸件的各力学性能分别高74.4%、81.9%和22.9%。
(5)通过随流孕育的方式在球化孕育处理后的铁液中继续加入0.1wt.%和0.2wt.%的孕育剂促进了铸件中石墨数量的增加,但也促进了石墨的畸变和基体中铁素体的增多,降低了铸件的抗拉强度和硬度。
(6)通过随流孕育方式在普通铸件中加入0.2wt.%纳米SiC颗粒能够较好的增加铸件中的球墨个数、改善石墨形态,提高铸件力学性能。在模拟铸件中随流加入0.2wt.%的纳米SiC颗粒促进了石墨析出,降低了铸件的抗拉强度和硬度。
【关键词】：
【学位授予单位】：华南理工大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2010【分类号】：TG255【目录】：
Abstract8-12
第一章 绪论12-29
1.1 球墨铸铁概述12-17
1.1.1 球墨铸铁的产生和发展12-13
1.1.2 球墨铸铁件的生产工艺13-15
1.1.3 石墨球化机理的研究进展15-17
1.2 大断面球墨铸铁件的应用与研究现状17-27
1.2.1 大断面球墨铸铁的发展和应用17-18
1.2.2 大断面球墨铸铁的凝固特点和碎块状石墨的形成18-20
1.2.3 大断面球墨铸铁的研究方法20-23
1.2.4 化学成分对大断面球墨铸铁组织性能的影响23-26
1.2.5 生产工艺对大断面球墨铸铁组织性能的影响26-27
1.3 本课题的研究意义和内容27-28
1.4 课题来源28-29
第二章 大断面球墨铸铁件组织性能的研究29-49
2.1 实验方法29-34
2.1.1 实验方案29
2.1.2 实验材料29
2.1.3 实验操作29-34
2.2 实验结果34-44
2.2.1 大断面铸件不同壁厚处的冷却过程34-36
2.2.2 大断面铸件不同壁厚处的组织变化36-40
2.2.3 大断面铸件不同壁厚处的力学性能40-44
2.3 讨论与分析44-48
2.4 本章小结48-49
第三章 大断面铸件冷却凝固物理模拟装置的研制49-58
3.1 1500℃高温多功能组合式电阻炉的设计和制造49-52
3.1.1 设备结构及原理49-51
3.1.2 主要技术参数及工作流程51-52
3.2 物理模拟大断面铸件冷却凝固过程的实现52-54
3.2.1 复合式坩埚的研制52-53
3.2.2 模拟实验的实现53-54
3.3 物理模拟大断面铸件凝固过程的有效性验证54-57
3.3.1 模拟铸件与大断面铸件的冷却曲线对比55-56
3.3.2 模拟铸件与大断面铸件的组织形貌对比56-57
3.4 本章小结57-58
第四章 微量元素锑和铋对模拟铸件组织性能的影响58-67
4.1 实验方法58-60
4.1.1 实验方案58
4.1.2 实验材料58
4.1.3 实验操作58-60
4.2 实验结果60-65
4.2.1 微量元素锑、铋对模拟铸件组织性能的影响61-62
4.2.2 微量元素锑加入量对模拟铸件组织和性能的影响62-65
4.3 讨论与分析65-66
4.4 本章小结66-67
第五章 孕育剂量和纳米SiC对球墨铸件组织性能的影响67-79
5.1 孕育剂量对模拟铸件组织性能的影响67-73
5.1.1 实验方法67-68
5.1.2 不同孕育剂量对模拟铸件组织和性能的影响68-73
5.2 纳米 SiC 对球墨铸铁件组织性能的影响73-77
5.2.1 实验方法73-74
5.2.2 纳米SiC对普通铸件组织性能的影响74-76
5.2.3 纳米SiC对模拟铸件组织性能的影响76-77
5.3 本章小结77-79
全文结论79-81
参考文献81-86
攻读硕士学位期间取得的研究成果86-87
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你可能喜欢点上方兰字↑关注1、灰口铁铸件（ASTM A48-92）适用于主要考虑抗拉强度的一般工程用灰口铁铸件，铸件根据不同铸造试棒的抗拉强度分级。在此类铸铁件中，化学成分相对于抗拉强度来说是次要的。铸件在订货或生产时，根据单独铸造的试样性能分成若干个等级，每一等级采用一个数字后接一字母表示，数字表示单独铸造试棒的最小抗拉强度，字母表示试棒的规格。例如：灰口铁铸件，ASTM A48，30B级表示按标准ASTM A48生产的，最小抗拉强度为30千磅/英寸2（207MPa），试棒的公称直径为1.2英寸（30.5mm）。标准述及“在生产厂和购买方达成书面协议时，要求铸件满足硬度、化学成分、显微组织、压漏、X线检验无缺陷、尺寸、表面精度等要求是必要的”。2、机动车用灰口铁铸件（ASTM A159-88）适用于以砂模铸造的，在汽车、拖拉机及相关工业中使用的灰口铁铸件。订货合同应包括如下条款： * 是否需要特殊热处理。 * 进行硬度试验的表面。 * 所要求的表面硬化深度和表面硬度。硬度要求如下：铸造厂应采取必要的控制和检验技术以保证铸件符合所规定的硬度范围，布氏硬度按ASTM E10试验方法，在铸件表面已经去除足够厚度的材料后测试，以保证硬度读数的代表性。除另有协议外，应采用10毫米钢球和3000公斤负荷。在铸件上检测硬度的面积及其位置应由供需双方商定，并在图纸上标出。灰口铁牌号、硬度范围，采用10毫米钢球，3000公斤试验力得到的布氏压痕直径（BID）的毫米数和冶金说明如下：牌号铸件的硬度范围及布氏压痕直径（mm）说明G1800G2500G3000G3500G4000HB187最大
4.4BID最小或按协议HB170-229
4.6—4.0BID或按协议HB187-241
4.4—3.9BID或按协议HB207-255
4.2—3.8BID或按协议HB217-269
4.1—3.7BID或按协议铁素体——珠光体珠光体——铁素体珠光体珠光体珠光体
重负荷下的制动器轮毂和离合器磨擦片的牌号与硬度要求如下：牌号碳，最小%铸件的硬度范围及压痕直径(mm)G2500aG3500bG3500c3.403.40 3.50 HB170—229
4.6—4.0BID或按协议HB207—255
4.2—3.8BID或按协议HB207—255
4.2—3.8BID或按协议合金灰口铁机动车凸轮轴的牌号为G4000d，铸件硬度——按照供需双方的商定，在支撑面上测定的硬度为241-321HB。3、球墨铸铁铸件（ASTM A536-84）适用于由球墨铸铁制作的铸件，这种铸铁含有球状石墨，基本上没有其他形式的石墨。铸件牌号按“抗拉强度——屈服强度——延伸率”来表示，例如：牌号：80-55-06代表抗拉强度80000磅/英寸2（552MPa），屈服强度55000磅/英寸2（379MPa），延伸率6.0%（2英寸或50mm）。铸件应进行适当的热处理，如退火、正火、淬火并回火等。在合同或订货单中有规定时，铸件应满足硬度、化学成分、显微组织……等要求。4、奥氏体球墨铸铁铸件（ASTM A439-89）适用于主要用于耐热、耐腐蚀和耐磨的奥氏体球墨铸铁件。铸件应进行消除应力、稳定性处理或退火等热处理。铸件的硬度要求如下：性能牌
号D-2D-2BD-2CD-3D-3AD-4D-5D-5BD-5S性
能抗拉强度，不小于，千磅/英寸2（兆帕）58（400）58（400）58（400）55（379）55（379）60（414）55（379）55（379）65（449）屈服强度（0.2%残余伸长），不小于，千磅/英寸2（兆帕）30（207）30（207）28（193）30（207）30（207）…30（207）30（207）30（207）2英寸或50mm的伸长率，不小于，%8.07.020.06.010.0…20.06.010布氏硬度HB(3000公斤)139-202148-211121-171139-202139-193202-273131-185139-193131-1935、等温淬火球墨铁铸件（ASTM A897M-90）适用于需要进行等温淬火热处理的球墨铁铸件。等温淬火可以使同一铸件的不同部位或同一炉铁水铸成的不同铸件间的力学性能差异缩小。应用等温淬火热处理可以扩大在球墨铸铁件上可得到的性能范围。各牌号铸件的力学性能要求如下：牌号850/550/10牌号牌号牌号牌号/-抗拉强度最小，兆帕屈服强度最小，兆帕伸长率（50毫米）最小，%冲击能量，焦尔典型硬度，布氏硬度 HB85055010100269-3211050700780302-3631200850460341-44414001100135388-47716001300……444-5556、高温用铁素体球墨铸铁承压铸件（ASTM A395 M-88）适用于高温承压用的球墨铸铁制造的阀门、法兰盘、管配件、泵和其他管道配件。订货合同中应包括热处理要求。铸件的硬度要求如下：铸件和试样的硬度应在下列范围：布氏硬度、3000kg力/10mm球，HB143-187。7、珠光体可锻铸件（ASTM A220 M-88）适用于从常温到400℃条件下工作的一般工程用珠光体可锻铸铁铸件。如果购货合同要求进行硬度试验，则应说明可以接受的硬度范围，试验部位应清晰地示于附图上。只要有可能，就应采用ASTM E10规定的布氏硬度试验方法。并且应尽量采用3000kg力/10mm球的试验条件，如果由于工件尺寸或形状不允许，则可采用1500kg力/10mm球。在不能采用布氏硬度计的特殊情况下，可按照ASTM E18的规定，采用洛氏硬度试验方法来代替。各级别珠光体可锻铸铁件的力学性能如下：拉伸试验要求典型硬度范围级别抗拉强度MPa屈服强度MPa伸长率%典型硬度HB典型压痕直径毫米280M10310M8310M6340M5410M4480M3550M2620M1400450450480550590650720280310310340410480550620108654321149-197156-197156-207179-229197-241217-269241-285269-3214.3-4.94.3-4.84.2-4.84.0-4.53.9-4.33.7-4.13.6-3.93.4-3.78、铁素体可锻铸铁铸件（ASTM A47M-90）适用于常温到400℃条件下工作的一般工程用铁素体可锻铸铁铸件。典型零件抗拉试验及硬度要求如下：拉伸试验要求典型硬度级别抗拉强度最小MPa屈服强度最小MPa伸长率（50毫米标距），最小，%最大硬度HB压痕直径毫米22010340220101564.89、汽车用可锻铸铁铸件（ASTM A602-87）适用于汽车工业和同类型工业产品所用的铁素体、珠光体、回火珠光体和回火马氏体级的可锻铸铁铸件。铸件应进行热处理。硬度要求如下：铸件应实行必要的控制和检验工序以保证符合规定的硬度范围。硬度读数应按照ASTM E10，从铸件表面清除足够厚度的材料之后测取，以保证硬度值的代表性。应由供需双方协商一致并按图纸所示，确定铸件检查硬度的表面或区域。铸件力学性能如下：牌号硬度范围热处理抗拉强度磅/英寸2（兆帕）屈服强度残余变形0.2%磅/英寸2（兆帕）延伸率2英寸或50毫米%弹性模数百万磅/英寸2（兆帕）F3210M4504M5003M5503M7002M8501≤156HB≥4.8BID<铸造装备(zzzbfh)　
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这款迷你版W32发动机共拥有850个零件、632个螺丝，制造它采用全手工组装，耗掉长达2520个工时，是西班牙机械手工艺大师Motores Patelo制作膨润土的粘结性高,在型砂中的用量少,所以膨润土型砂中膨润土的加入量与水的加入量都少,因而透气性高,发气量少,而湿态强度却比一般粘土高,铸件中不易产生砂眼和气孔等缺陷再好的东西也是有优点和缺点的，结合本人现场操作的经验，现在，让我们以刚刚闭幕的第14届中国国际铸造博览会为窗口，看一看潍柴铸锻现在的发展情况，并附上上一次潍柴产业园规划蓝本以做比对。近日，记者走访了隶属于联合发动机公司（UEC）的“乌法发动机工业协会（JSC）”，这里正在制造航空发动机的涡轮叶片。人成熟与不成熟跟年龄没有关系，人成熟不成熟，冷喷涂工艺对表面制备要求不高，而且对镀件的力学或热学特性无需顾及。铝镀膜表现出对镁元件具有防止各种以及电腐蚀的能力。我公司曲轴件在2010年初期生产时，经常在大轴头端面出现缩松缺陷，严重时会出现批量缩松废品，造成成本极大的浪费。款到发货可以让客户进货的时候慎重考虑到进货品种和数量，具体流程前先先来了解一下离心浇铸工艺演示通过几个模具实例，论述了改进压铸模具的设计在生产过程中的重要性，有时，对于模具做出的一些小小的改进最近一组数据显示：中国制造业的劳动力成本已经逼近了美国，约翰迪尔加入尼桑铸造（坎塔布里亚，位于西班牙）这个庞大的球墨铸铁家族，已经有些年了。今天要解决的铸造是一个关键组成部分用于履带式液压驱动列车，这仍然属于土木工程机械。Zippo打火机（芝宝打火机），1932年诞生于美国，0.027英寸厚的镀铬铜制外罩，再加上0.018英寸厚的不锈钢内衬，构成了zippo打火机坚固的外壳，欧洲是柴油机技术全球研究中心，已经见证了蠕墨铸铁（CGI）的转变，成为公认的制造汽缸体的原材料，替代了常用的灰口铸铁。常用金属材料的密度表覆膜砂具有良好的流动性和存放性，用它制作的砂芯强度高、尺寸精度高，便于长期存放。未来十年，中国模具工业的发展趋势是：模具产品向着大型、精密、复杂、经济、快速的方向发展;模具的技术含量不断提高，模具制造周期不断缩短“十三五”期间，要推动铸造行业全面纳入科学发展轨道，树立平稳协调、可持续的发展理念，打造铸造行业提质增效的升级版，日前记者再次得到有关部门确认，点上方兰字↑关注 已建铸造装备群-3（群号：），欢迎大家入群。（已入群1、群2者不要再重复吃了这么多年饺子，速冻饺子到底是怎么生产的你知道么？灰铸铁通常是指具有片状石墨的灰口铸铁，这中铸铁具有一定的机械性能、良好的铸造性能以及其它多方面的优良性能，因而在机械制造中业获得最广泛的应用。电炉熔炼铸铁的工艺特点就在于铁液重熔后合金过冷度增大，同时过热温度较高，随之而来的铸铁质量控制遇到了新的问题。未来的汽车制造就是这样的国内外几十年来对树脂砂铸造工艺的应用实践表明：树脂砂虽然具有铸件尺寸精度高，表面光洁，造型效率高，可以制造形状复杂和内部质量要求严格的铸件，旧砂回收再生容易等优点；但是，树脂砂的生产成本高，环境污染严重，目前已经进入了从HT250开始向高性能铸铁发展的时代。作为高性能铸铁，一个是以HT280（HT275）为代表的高性能灰铸铁，另一个就是蠕墨铸铁。从铁碳合金相图知道，含碳量大于2.11% 的铁碳合金称为铸铁（cast iron）。虽然铸铁的强度、塑性和韧性较差，一、不要轻易确定工艺、确定了的工艺不要轻易更改从铸件大小和批量、树脂砂工艺特征、树脂砂铸件表面质量、模具结构和质量四方面对上述问题的产生进行了分析讨论，并提出了相应的改进建议。此生产线因实现了人、机器、物体与IT系统的最佳互联换位思考：如果我们把中国的日本德国的处境对调一下，假设今天的日本德国有拥有今天我们中国的全部工业科学技术，而今天的中国却只有部分电饭锅、相机或汽车做得比日本德国更好，那么你会怎样看待这个国家？第二届中国铸造节将于至20日如期拉开大幕《铸造行业“十三五”发展规划》提出了我国铸造行业“十三五”期间6大发展略13个需要重点开展的的主要任务，相信随着6大发展战略实施和主要任务的开展，通过对冷硬树脂砂各项工艺特性的分析，大胆利用其型砂的高强度的特性，省去金属砂箱，用固化后的砂型直接合箱浇注，故称为无箱造型(也称为脱箱造型)。就在一年前，在张友明厂子所处的地方，呼吸真的会痛：道路被大货车压得坑坑洼洼，随意散落的煤渣和粉尘，四处弥漫，聚集在周边的厂子，几乎都是灰尘飞扬，黑烟冲天。本文简要论述了铸铁材料的发展历程、现状以及未来发展趋势。详细介绍了我国在灰铸铁、球墨铸铁等温淬火球墨铸铁（ADI）、蠕墨铸铁、可锻铸铁以及特种性能铸铁方面的发展及应用情况，并指出了未来的发展方向。点上方兰字↑关注 一、铸造涂料主要技术指标 密度 铸造涂料的密度反应了涂料中固体颗粒含量的多少。如果铸造涂料手术机器人“达芬奇”正给一粒葡萄缝合“皮肤”。葡萄的长度通常不到2.5厘米，厚度不到1厘米并且非常脆弱。点上方兰字↑关注
建议在WiFi下观看！ 已建铸造装备群-3（群号：），欢迎大家入群。（在铁碳合金中一共有三个相，即铁素体、奥氏体和渗碳体。但奥氏体一般仅存在于高温下，研究表明不同温度下不同基体组织对低温冲击韧性有较大的影响，塑性较高的铁素体球铁能获得较高的冲击韧性指标以建平膨润土为原料，钠化改性加工铸造用膨润土，分析了膨润土吸蓝量与湿压强度，膨润值与热湿拉强度，原矿.钠化与复用性，水分与混砂性能的相互关系，为进一步提高铸造用膨润土生产企业生产效率，加工优质的膨润土产品，提供具有参考意义的理论依据。GF 气冲造型线改造以主机为主，其他辅机及工装设备为辅。一是将原GF 线主机整体拆卸后更新为HWS 静压造型主机，点上方兰字↑关注
可控硅好坏的判断 A 测量门极（GK）电阻，该阻值一般在8---50B 测量阴阳极(AK中国政府网4日全文发布国务院《关于钢铁行业化解过剩产能实现脱困发展的意见》，明确在近年来淘汰落后钢铁产能的基础上，从2016年开始，用5年时间再压减粗钢产能1亿-1.5亿吨。钢铁行业产能严重过剩的今天，去产能成了唯一能够缓解疼痛的办法，而影响最直接的是千千万钢铁企业的职工，1：什么叫图样?
答：能够准确表达物体的形状大小及技术要求的作图。点上方兰字↑关注
A . 尺寸，形状缺陷铸造缺陷
casting defects一个小小圆珠笔的问题，也是我国制造业很多领域都面临的问题zzzbfh致力于传递铸造装备最新信息及技术，搭建铸造装备上下游之间最大互动平台。权威与实用并重。请马上关注！热门文章最新文章zzzbfh致力于传递铸造装备最新信息及技术，搭建铸造装备上下游之间最大互动平台。权威与实用并重。请马上关注！}