锡对蠕墨铸铁组织及性能的影响

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1、AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterEffectofSnonmicrostructureandpropertiesofvermiculargraphiteironByYezheLvSupervisor：Prof．YufuSunProf．XintianLiuMaterialsProcessingEngineering一SchoolofMaterialsScienceandEngineeringApril2013原创性声明本人郑重声明

2、：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者：昌《绰鸡日期：w，圭年占月f日学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州

3、大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位论文作者：马婵琶日期：w，专年6月／Et摘要蠕墨铸铁作为二十世纪50年代发明的新型工程材料，由于石墨的特殊形态，一直被当作制取球墨铸铁的失败产物，没有引起人们的足够重视。但随着人类社会的发展和工业技术水平的提高，人们已逐渐意识到蠕墨铸铁的组织和性能特点以及在承载热

4、冲击和机械载荷同时存在的工况条件中(如发动机缸体、汽车排气歧管、高速列车制动盘等)的巨大工程应用价值。然而，由于稳定控制蠕化率的难度较高，对蠕墨铸铁组织和性能的系统研究并没有广泛开展，关于其合金化的深入研究更是寥寥无几，严重阻碍了这种低成本、高性能工程材料的技术进步和推广应用。本课题通过添加0wt．O／o．-．0．12wt．％的锡，运用OM、SEM、XRD等设备，研究了锡对蠕墨铸铁组织和性能的影响规律，为低成本、高性能蠕墨铸铁件的规模化生产提供了一定的理论依据和实践参考。研究结果表明，锡不影响石墨蠕化，且使

5、石墨减少并细化，同时稳定并细化珠光体；锡富集于石墨周围的铁素体和游离渗碳体中，在其余的铁素体和珠光体中均匀分布，而在石墨中分布较少。含锡量增加到0．057wt．％时，珠光体含量达95％，层片间距由320nm减小为83nm，为屈氏体；含锡量进一步增加，珠光体数量维持在95％以上，但层片间距开始增大，至含锡O．121wt．％时为210nm，同时，组织中出现了游离渗碳体。蠕墨铸铁的抗拉强度随含锡量的增加先增大后减小，含锡0．057wt．％时为最大值410．7MPa，含锡O．121wt．％时为最小值334．0MPa

6、；布氏硬度随含锡量的增加而持续增加，由含锡0．003wt．％试样的192HBW增长到0．121wt．％的227HBW：冲击韧度先升高后降低，在0．057wt．％时达到最大值9．11J，较不含锡试样提高了40．6％，但过量的锡使蠕墨铸铁的冲击韧度显著恶化。蠕墨铸铁的耐磨性随含锡量的增加变化不大，总体来讲，锡的加入提高蠕墨铸铁的耐磨性，其中含锡0．121wt．％和0．057wt．％试样的耐磨性较高，这主要是由于游离渗碳体的出现和珠光体层片间距减小，起到了钉扎位错的作用。石墨和游离渗碳体处易于萌生热龟裂裂纹，且萌

7、生后优先沿铁素体和石墨扩展。锡的加入有助于蠕墨铸铁耐热疲劳性能的提高，含锡0．057wt．％试样的耐龟裂和耐开裂性能均最佳，这是由于石墨细化、数量减少，珠光体层片间距减小的综合作用结果。T摘要综上所述，适量锡的加入对蠕墨铸铁的组织及性能均有积极影响。含锡量为O．057wt．％时，石墨得到细化，珠光体层片间距明显减小，力学性能、耐磨性及耐热疲劳性能得到较大提高。微量的锡可显著细化蠕墨铸铁的显微组织，提高其综合性能，为蠕墨铸铁中低成本、高效率的合金元素，适合在蠕墨铸铁件，尤其是发动机缸体、高速列车制动盘等的实际

8、生产中推广应用。关键词：蠕墨铸铁锡珠光体力学性能耐磨性热疲劳Abs打actAbstractVermicularGraphiteIronⅣGI)，withuniquemorphologyofgraphite，isanoveltypeofengineeringmaterials．However,sufficientattentionsandinterestswerealwaysabsentonrelatedresea