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1、第3期水利电力机械·23··专题述评·冷却速度及锰、铜含量对铸态球铁硬度影响的探讨ProbetheInfluenceintoCoolingSpeed&Mn、CuContentforCastingStateTypespheroidalGraphiteCastIronHardness郑州工业高等专科学校张北胜(450007)电力部郑州机械设计研究所李刚(450052)[摘要]增加球墨铸铁通过奥氏体/铁素体转度温度范围的冷却速度,能明显地增加球铁的布氏硬度。这与在转变过程中所形成的珠光体数量和其本身硬度有关。较高的冷却速度,会导致珠光体
2、数量增大且硬度高。合金元素Mn和Cu的加入,即使冷却速度较慢,也能形成较多的珠光体。当球铁通过临界间隔转变的冷却速度增加时,Mn和Cu的合金化作用就减弱,含Cu球铁硬度对冷却速度敏感性比仅含Mn同种球铁硬度对冷却速度的敏感性小。Mn和Cu对球铁铁素体硬度也有好的影响,但是它们在提高珠光体数量和硬度方面有更大的作用,这主要是Mn和Cu有细化晶粒的结果。[关键词]冷却速度硬度合金化球墨铸铁落砂细化晶粒作用中图分类号:TG143.5AbstractIfincreasethecoolingrateofspheroidalgraphitec
3、astironthroughausteniteferriteshifttemperaturescope,cannotablyincreasethebrinellhardnessofshperoidalquantitywhichformintheshiftprocessanditselfhardness.Whenthecoolingrateishigher,thepearlitequantityincreaseandhardnessishigher.AfteraddingalloyelementMnandCu,evencooting
4、rateslower,canalsoformmorepearlite.Whenthepearlitethroughcriticalintervalshiftcoolingrateincrease,MnandCualloyingeffectreducing,thehardnessofspheroidalgraphitecastironwithCu,itscoolingratesensibilityissmallerthenonlywithMnsamekinelsspheroidalgrahitecastiron.MnandCuare
5、advantageousforspheroidalgraphitecastironferritehardness,buttheyhavelargereffectforincreas2ingpearlitequantityandhardness,themaiorcauseisMnandCuhavesubdivisioncrystalling.KeywordsCoolingRateHardnessAlloyingSpheroidalGraphiteCastIronFall2enSandFiningCrystallingGrainEff
6、ect能促进共晶体和共析体中碳化物的形成(Cr、1前言Mn)或者减少碳在奥氏体中的溶解度(Cu、Sn)铸态球铁的硬度是由其基体中铁素体和珠而促进珠光体形成。冷却速度既影响奥氏体转光体的含量决定的。减少铁素体与珠光体的比变温度,又影响在这种转变中所形成的铁素体率,能获得较高的硬度。由于球铁中有较高的和珠光体的比率。Si含量2%的Fe-C-Si平Si(72.2%),易形成铁素体。要控制铁素体与衡图如图1所示。珠光体的比率,一方面靠加入合金元素,另一方奥氏体转变成珠光体发生在P1-P2之上,面靠控制冷却速度来达到。合金元素的加入,P1-
7、P2温度是化学成分和冷却速度的函数。·24·张北胜、李刚:冷却速度及锰、铜含量对铸态球铁硬度影响的探讨1997年6月当球铁通过E1P1转变温度范围时,若冷却速度在硬度上没有什么差异。相当缓慢,铁素体先于珠光体生成;相反,冷却用金相热分析图定量测定微观组织数值、速度很快,就能限制或者完全避免铁素体形成。石墨化情况、石墨球的大小和分布、铁素体自由痕迹和珠光体的分布及中间石墨片间距等。3试验结果分析3.1珠光体形成温度在由奥氏体转变成珠光体期间,虽然每种合金由于释放热量使得冷却曲线斜率改变,但是其转变温度是近似的。试样的典型冷却曲线和常
8、用的近似转变温度P1的方向如图2所示。图1含Si2%的Fe-C-Si平衡图2试验方法使用电熔化低Mn生铁,铸造铁合金和石墨放入熔量为45kg的氧化镁炉衬感应电炉中进行熔化,在1570℃时把铁水冲入含有0.1%Mg(以Mg-FeSi合金形式加入5%)
