可锻铸铁快速退火工艺研究

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1、摘要摘要可锻铸铁广泛用于汽车底盘零件、纺织器械以及输水输油管道接头的制造。与其它铸铁相比，可锻铸铁具有较好的综合力学性能、良好的切海8加工渡能及耐蚀性能。但由予可锻铸铁生产过程中石墨化退火周期太长，能源消耗量大，对环境污染严重，因而有必要研究可锻铸铁的快速退火工艺。本文从调整铁水成分(主要为碳、硅含量)，配制新型复合孕育剂，优化石墨化退火工艺等途径出发，探索能实现铁素体可锻铸铁快速退火的新工艺。试验设计了主要化学威分范围麓C1．6"-'3。0％，Si1．3"-'2．7％的五种不同碳硅含量的铁水成分及分别含有微量Bi、sb、Te元素的三种新型复合孕育剂。采用无芯中频感应电炉熔炼铁水

2、，经包内瞬时孕育后浇铸成型。试样在箱式电阻炉进行石墨化退火，其中第一阶段退火温度为850℃，第二阶段退火温度为720℃，退火完成后随炉冷至600℃出炉空冷。使用光学显微镜、扫描电镜(SEM)及能谱分析仪对试样铸态及退火后的组织进行观察和分析，研究了铁水化学成分和孕育剂种类对可锻铸铁组织及石墨化退火周期的影响，并对其孕育机理进行了探讨。此外，通过拉伸及冲击试验，检测了试样退火后的综合力学性能。研究结果表明：与传统可锻铸铁不同，本试验所铸试样的铸态组织中均存在不同形态的铸态石墨，其中化学成分为C1。6～2。O％、Si2．2"-2。6％、Mn0。3-'-'0．8％、S

3、．1％的铁水，经含Bi孕育剂孕育处理的试样铸态组织中石墨形态最佳，为均匀分布的细小球状及点状石墨，基体组织显著缨化，渗碳体含量大幅减少；经15h石墨化退火即可获得石墨形态优良的铁素体基可锻铸铁，比传统可锻铸铁石墨化退火周期缩短50％"60％，且其综合力学性能凫好，优于KHT35．10牌号可锻铸铁。孕育剂中Si的加入加剧了铁液中Si的浓度起伏，形成许多局部的高Si及低Si微区。在高Si区，Si削弱了铁原子与碳原予的结合力，提高了C在铁水中的活度，促进石墨的均质形核并长大，析出缨小的球状铸态石墨；丽在低Si区，大量C原子优先以Fe3C的形式析出，少量C原予以Ti或si的化合物为基质发

4、生异质形核，析“出细小的点状铸态石墨。同时，孕育刹中徽量的Bi、勋元素为表面活性元素，易吸附予石墨／铁水界面，提高铸态石墨的形核率，阻止铸态石墨长大过程中的形态畸变。关键词可锻铸铁；快速退火；孕育荆；孕育处理；石墨化：孕育机理河北科技人学硕十学位论文AbstractMalleablecast·ironisextensivelyusedinmakingpansofmotor-vehiclechassis，textileapparatus，oilpipeconnectionandwaterpipeheadduetoitsbettercombinationmechanicalprope

5、ny'machinabilityandcorrosionresistingproperty．Becausetheperiodictimeforitsgraphitizingannealingistoolong,andtheprocessofgraphitizingannealingishighenergyconsumptionandpolluting，SOmakingastudyofquickannealingtechnologyofmalleablecast．ironisessentical．Inthispaper,wemainlystudytherapidannealingt

6、echnologyforferritemalleablecast-ironbyadjustingthechemicalcompositionofmolteniron,fabricatingthenewcompoundinoculantandoptimizingtechnicsofgraphitizingannealing．InthisexperimentwedesignedfivedifferentkindsofchemicalcompositionofmoltenironofwhichthecarbonandsilicacontentwaswitllinthescopeofC1

7、．6--。3．O％&Si1．3"-'2．7％，andthreedifferentkindsofinoculantwhichrespectivelycontainedtittleBi，SbandTe．Moltenironwasmeltedbycorelessinductionfurnace，andcastintoroundsamplesafterfastinoculationinthehotmetalladle．Thebox-typeresistancefurnacewasused