1、PDF外文：http:/ 3810 字 出处： Journal of Alloys and Compounds, 2009, 476(1): 728-732. 优化工艺参数对蠕墨铸铁微观组织和性能的影响 Kim S, Cockcroft S L, Omran A M. 摘要 这篇文章 探 讨 生 产 蠕墨铸铁 ( C G I ) 的各种方法 。 对影响 C G I 的力学性能和微观结构 的工艺参数 进行了研究 。 这 些 参 数 包 括 化 学 成 分 、 保 持 时 间 、 温 度 和 铸 件的 厚 度 。结 果 表 明 ,球化率随着 残余 Mg 的 增
2、加 而 增 加 ,然而还 发现 增加 铜 的 含量 可 以 增 加 蠕 墨 铸 铁 中 珠 光 体的含量 。 减少镁的含量就要 延长保温时间 ,研究发现两者 之 间 的 最 佳 关 系 是 生 产 铸 件 中 残 留 镁 的 含 量 在0 . 0 0 8 % 0 . 0 1 2 %时大概需要的保温时间在 4 分钟。升高 温 度 造 成 镁 含 量 的 一 定 损 失 , 增 加 铸 件 壁 厚 造 成 球化 率 的 下 降 。对 于 机 械 性 能 ,研究发现抗拉强度和硬度随 着 残 留 镁 含 量 和 球 化 率 的 增 加 而 增 大 . 经 验 公 式 可以 用 来 表 示 球 化 率
3、, 残 留 镁 含 量 和 其 他 参 数 之 间 的 关系。 关键词 蠕 墨 铸 铁 合 金 元 素 机械性能 残留镁含量 消退 时 间 球 化 率 1.前言 蠕墨铸铁是 与钢相似的 ,具 有 短 ，粗 ，圆 形 边 缘 的 紧实 形 状 的 基 体 的 一 种 很 有 前 途 的 工 程 材 料 。 蠕 墨 铸 铁具 有 介 于 灰 口 铸 铁 和 球 墨 铸 铁 之 间 的 独 特 的 机 械 和 物理性能 。 蠕 墨 铸 铁 比传统的灰口铸铁具有 至少 高
4、70%的抗拉强度、弹性模量高 35%,大约两倍的疲劳强度 。因 为 这 些 属 性 及 其 耐 热 震 性 好 ,蠕墨铸铁 已经 应用在生 产 汽 车 引 擎 、机 器 零 件 和 各 种 卷 类 零 件 。相 比 之 下 ,灰 口 铸 铁 热 疲 劳 导 致 更 短 的 疲 劳 寿 命 和 它 也 可 能 经 历严 重 的 热 变 形 。 为 了 控 制 蠕 状 石 墨 在 蠕 墨 铸 铁 中 的 几何结构 ,有必要严格控制化学过程和工艺 过程， 因为 这两个环节容易生成球墨铸铁。 一 个 理 想 的 蠕 墨 铸 铁 是 一 个 没 有 片 状 石 墨 的 结 构
5、和 球 状 石 墨 的 数 量 小于 20%,多余 80%的 石 墨 为 蠕 虫状 。 合 金 元 素 ,如 钴 、 钛 、 钼 、 甚 至 铝 ,可 以 用 来 改 变铸 态 矩 阵 从 铁 素 体 基 体 向 珠 光 体 转变 。 石 墨 结 构 修 改器 包 括 镁 和 稀 土 金 属 (铈 、 镧 、 等 等 )1,4。同时 ,钛镁 的 扩 展 工 作 范 围 控 制 石 墨 的 形 状 ,还 可 以 抑 制 珠 光体的形成 (2、 3、 7)。其 他 的 影 响 蠕 虫 状 石 墨 的 形 成 因素包括液态金属的保持时间 ,在凝固 时的 冷 却 速 度 、浇注时间和浇注温度 (3、
6、5)。这 些 因 素 也 彼 此 互 相 影 响 ，并且影响矩阵结构。 不 考 虑 使 用 的 合 金 元 素 ,蠕 墨 铸 铁 的 高 铁 素 体 化 倾向 应 该 考 虑 在 内 11。 合 金 元 素 铜 在 铸 铁 中 促 进 珠 光体的形成 2,6。然 而 ,在几项研究中 ,一个完全 珠光体结构 是 无 法 获 得 的 甚 至 在 1.7%铜 当 使 用 高 纯 度 材 料(5,12,13)。 因此 ,为了生产珠光体材料 ,可能需要增加比 平 时 更 高 水 平 的 合 金 元 素 或 添 加 两 种 或 者 三 种 合 金元素。 例如 ,被认为是一个强大的
7、珠光体稳定器和锡在一项研究中 ,一个结构 ,包含 95%得到珠光体 0.13% 锡2 目前 进行 的 研 究 是 为 生产 蠕 墨 铸 铁 提 供 技 术 数 据以减少 在 加 工 蠕 墨 铸 铁 成 分 时 缺 陷 的 发 生 率 。 为了 在某 种 程 度 上 成 为 可 能 ,同 时 研 究 了 各 种 影响 因素 ,以检查他们 整体对微观结构和力学性能的影响 。 2. 实验过程 2.1 材料 这项工作中所使用的材料是生铁、废钢、碳添加剂 ,硅铁 ,纯铜 ,钛 铁 和 球 化 剂 。 这 些 材 料 的 化 学 成 分 如 表1 所示。 表 1 合金添加物的化学成分 项目 C% Si% Ti% Cu% Mg% Mn% 生铁 4.2 0.2 0.002 0.002 0.001 0.1
