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高强度高感应淬硬性汽车覆盖件拉延模铸铁材料的研究
| 论文题名： | 高强度高感应淬硬性汽车覆盖件拉延模铸铁材料的研究 |
| 关键词： | 灰铁;球墨铸铁;合金化;表面感应淬火;汽车覆盖件;拉延模具;铸铁材料 |
| 摘要： | 随着汽车轻量化进程的加快，汽车用钢板的强度级别不断提高，因此汽车覆盖件模具应有更高的强度和硬度，而铸铁因其较好的流动性和充型能力仍然是制作大型汽车模具的主要材料。表面感应淬火是一种绿色且高效的表面强化手段，但是其最大的局限性是受材料本身热处理性能的限制。本文所研究的高强度高电磁感应淬硬性铸铁材料，是适应汽车轻量化趋势的先进铸铁模具材料。本文的主要研究成果如下： (1)较低的碳当量是灰铁获得高强度与高表面感应淬火硬度的保证，而合金元素可在其基础上进一步有效地提高强度和感应淬火硬度。球铁中少量牛眼状铁素铁对强度几乎没有影响，而提早打箱的处理，可显著提高珠光体球铁的抗拉强度。全珠光体基体和碳化物形成元素Mo和Cr可提高感应淬火后的硬度。 (2)合金元素钒的添加将引起铁液过冷。当钒的添加量为0.1wt％时，它对共晶开始阶段释放的热量影响较小，且少量减少了游离渗碳体的数量；当添加量为0.3wt％时，将强烈抑制共晶开始阶段热量的释放，同时增加游离渗碳体的数量。钒增加感应淬火后硬度。钒的适当添加量为0.1wt％左右。 (3)粗大石墨片、游离渗碳体和钒的碳化物等均有利于淬硬层厚度的增加，铸铁的淬透性对淬硬层厚度几乎没有影响。 (4)灰铁中HT3性能最佳：其抗拉强度为555MPa，表面感应淬火硬度平均值为56HRC，淬硬层深度可达4.5mm。球铁中经过提早打箱冷却处理的QT4性能最佳，其抗拉强度为830MPa，延伸率为2.2％，感应淬火的平均硬度可达60HRC，淬硬层厚度可达4.5mm。 (5)高强度高感应淬硬性汽车覆盖件模具材料的推荐化学组成（wt％）如下：灰铁C2.6～3.0％,Si1.6～2.0％,Mn0.6～0.9％,Cr0.3～0.6％,Cu0.5～1.0％,Mo0.3～0.6％,Ni0.3～0.6％，V0.75～0.15％，余量为Fe。球铁C3.4～3.8％，Si2.0～2.4％,Mn0.2～0.5％,Cr0.4～0.6％,Cu0.8～1.2％,Mo0.3～0.6％,Ni0.3～0.6％，余量为Fe。 |
| 作者： | 周伟 |
| 专业： | 材料加工工程 |
| 导师： | 汪宏斌 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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