稀土蠕化剂加入量对蠕墨铸铁组织和性能的影响

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1、分类号:学校代码:10128UDC:学号:20121100159硕士学位论文(学生类别：全日制学术型硕士研究生学科名称：材料加工工程论文题目：稀土蠕化剂加入量对蠕墨铸铁组织和性能的影响英文题目：EffectoftheAmountofRareEarthVermicularAgentsontheMicrostructureandPropertiesofCompactedGraphiteCastIron学生姓名：康瑞导师姓名：刘向东教授二○一五年六月内蒙古工业大学硕士学位论文摘要经济的不断发展对发动机的性能提出更高的要求。发动机比功率的

2、增大，要求缸体缸盖高的强度、长度精度及耐热疲劳性，而具有优良综合性能的蠕墨铸铁就成了理想的材料。目前国内蠕铁生产工艺仍不成熟，质量稳定性较差，缸体缸盖生产过程中石墨的蠕化率控制较为困难，难以稳定地达到GB/T26656-2011所规定的指标。铸铁中石墨的蠕化行为受蠕化剂种类、加入量、铸造工艺及环境等诸多因素的影响，蠕化剂的影响尤为显著。因此，了解和掌握蠕化剂加入量与石墨蠕化行为及铸态性能之间的关系就显得尤为重要。本研究在控制总硅量恒定条件下，分别采用0.6~1.0wt%的QRMg8RE5和0.6~1.1wt%的QRMg7HRE2对

3、铸铁进行蠕化处理，研究了蠕化剂加入量对试样的抗拉强度和延伸率、布氏硬度、冲击韧性及石墨形态的影响规律。研究发现，随着QRMg8RE5、QRMg7HRE2加入量的增加，铸铁的石墨均逐渐从片状转变为蠕虫状，最后转变为球状。QRMg8RE5加入量为0.8wt%时，试样中石墨的蠕化率达到了80%~85%，石墨的长宽比约为3~5，属于蠕虫状石墨中的Ⅱ形石墨。而QRMg7HRE2加入量为0.8~0.9wt%时，试样中的石墨大多数均为蠕虫状石墨。用0.8wt%蠕化剂处理铸铁，蠕化率达到了85%~90%，蠕虫状石墨的长度、厚度较小，与片状石墨相似

4、。用0.9wt%蠕化剂处理铸铁，蠕化率为80%~85%，蠕虫状石墨的长度变大。此外，两种蠕化剂加入量低于0.7wt%时，铸铁的石墨均以片状石墨为主。加入量超过0.9wt%，铸铁中出现大量的球状石墨。采用QRMg8RE5、QRMg7HRE2蠕化剂处理，对铸铁的抗拉强度、延伸率、硬度、冲击韧性的影响规律类似。两种复合蠕化剂加入为0.6~1.0wt%时，铸铁的抗拉强度、延伸率、硬度、冲击韧性均随着蠕化剂加入量的增加而增大；用1.1wt%QRMg7HRE2蠕化剂处理铸铁时，铸铁的硬度提高，但其抗拉强度、延伸率及冲击韧性却降低。用0.8wt

5、%的QRMg8RE5蠕化剂处理铸铁时，抗拉强度达2340.69MPa，延伸率为1.93%，硬度为257HBW，冲击韧性达到12.98J/cm。用0.9wt%的QRMg7HRE2蠕化剂处理铸铁时，抗拉强度达435.33MPa，延伸率为1.9%，硬度2为256HBW，冲击韧性达到17.39J/cm。控制蠕化剂加入量恒定，用0.8wt%QRMg8RE5和QRMg7HRE2的蠕化剂分别处理铸铁，铁液的总Si量从2.1wt%增加到2.3wt%，蠕铁抗拉强度、延伸率、冲击韧性均增大。关键词：蠕化剂；蠕墨铸铁；蠕化率，石墨形态；力学性能I内蒙古

6、工业大学硕士学位论文AbstractRapiddevelopmentineconomyrequireshigh-performancedieselengineswithgreatpower-massratio,whichdemandsforanovalmaterialwithhigherstrength,dimensionalaccuracy,andthermalfatigueresistanceforcylinderheadblock.Compactedgraphitecastiron,withexcellentcomprehe

7、nsivemechanicalproperties,iscomingintosightofdesignerofengineinrecentyears.However,therearestillmanytechnologicalproblems,sepesiallycontrollingofvermicularizingprocess,tobesolved.Asaresult,thequalityofcylinderheadblockfromcompactedgraphitecastironfailedtomeetthestanda

8、rd,GB/T26656-2011.Itisobviousthatvermicularizingprocessofgraphiteinmeltstronglydependsonkindsandamountofvermicularagent,pour