高镍奥氏体球墨铸铁显微缩松与碳化物的研究.pdf

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1、垂篙帅煮Mar．2017V01．66N0．3高镍奥氏体球墨铸铁显微缩松与碳化物的研究程凤军，罗广思，潘安霞(常州轻工职业技术学院，江苏常州213164)摘要：高镍奥氏体球墨铸铁的显微缩松和碳化物对铸件的使用性能有较大影响。分析了显微缩松产生的原因和防止措施。加强顺序凝固可以减小或消除显微缩松，但受发达奥氏体枝晶的影响，仍存在产生显微缩松的倾向；强化孕育是防止显微缩松产生的另一个有效措施。碳化物形态分布分析表明：铸态碳化物呈块状和条状分布于奥氏体晶界，在冷热交变载荷下易产生热疲劳裂纹；热处理后的碳化物呈细小弥散分布，材料的综合性能有所提高，有利于防止热疲劳裂纹的产生。关键词：奥氏体球墨铸铁；

2、奥氏体枝晶；显微缩松；碳化物中图分类号：TGl43．5文献标识码：A文章编号：1001—4977(2017)03—0282—05StudyonPorosityandCarbideofHighNiAusteniticDuctileIronCHENGFeng-jun，LUOGuang—si，PANAn—xia(ChangzhOUVocationalInstituteofLightIndustry,Changzhoil213164，Jiangsu，China)Abstract：Porosityandcarbidesofhighnickelausteniticductileironhaveagre

3、atinfluenceontheserviceperformanceofthecasting．Thecausesofmicro．porosityandpreventivemeasureswereanalyzed．Enhancedsequencesolidificationcanreduceoreliminateporosity,butforthedevelopmentofaustenitedendrites，therestillexistporositytend．Strengtheninginoculationisanothereffectivemeasuretopreventporosi

4、ty．Theanalysisresultsofthedistributionofcarbidesshowthattheas—castcarbidesweredistributedintheaustenitegrainboundariesandinmassiveandstripform,whichwaseasytoproducefatiguecrackunderthealternatingheatandcoldload．Afterheattreatment．thecarbidesshowafinedispersiondistribution,thecomprehensivepropertie

5、softhematerialareimproved,andthemorphologyanddistributionofthecarbidesarebeneficialtopreventingthefatiguecrack．Keywords：austeniticductileiron；austenitedendrite；porosity；carbides高镍奥氏体球墨铸铁具有优良的抗热冲击性能、抗热蠕变性能和高温抗氧化性，在耐高温零件上有广泛应用【”，奥氏体球墨铸铁常温下具有稳定的奥氏体组织，以满足零件在高温状态下的使用性能，但零件在高温使用过程中经常会出现开裂而提前失效。失效原因一般与显微

6、缩松和碳化物形态有较大关系。由于奥氏体球墨铸铁的Ni含量高，奥氏体枝晶发达，容易产生显微缩松，较大的缩松会引起渗漏或在高温下开裂，而轻微的显微缩松对使用性能影响不大。另外，奥氏体球墨铸铁由于含有cr元素，在晶界上会析出碳化物，碳化物对材料的高温使用性能影响较大，改变碳化物形态和分布可以提高材料的综合性能[2]。本文中研究了高镍奥氏体球墨铸铁显微缩松的形成原因和防止措施以及如何改善碳化物的形态与分布，并对显微缩松和碳化物对材料使用性能的影响进行讨论与分析，为防止高镍奥氏体球墨铸铁在使用中过早失效提供工艺对策。1显微缩松的形貌与特征与普通球墨铸铁相比，高镍奥氏体球墨铸铁容易产生显微缩松，这种缩

7、松在铸件切片上肉眼看不到，但在光学显微镜下可以观察到。图1为典型的高镍奥氏体球墨铸铁的显微缩松形貌。铸件生产采用球墨铸铁生铁、普通碳素废钢、增碳剂、奥氏体球墨铸铁回炉料、电解镍、低碳cr-Fe等进行配料，利用中频感应电炉熔炼，Ni—Mg球化剂球化，Si—Ba孕育剂孕育。从图1可以看出，显微缩松分布在奥氏体枝晶问，形状不规则。图1a中的缩松面积较大，缩松主要分布在铸件壁厚20～25mm较厚部位。图lb的显微缩松轻微，出现在