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提高灰铸铁缸体力学性能的优化工艺及控制
| 论文题名： | 提高灰铸铁缸体力学性能的优化工艺及控制 |
| 关键词： | 发动机缸体;灰铸铁缸体;石墨形态;金相组织;拉伸强度;性能特点 |
| 摘要： | 本论文在本厂现有生产条件下，研究了随流孕育、锡元素及不同炉料配比对所研究WD615发动机缸体的组织和性能的影响。 孕育处理作为改善铸铁件性能的一种主要的方法，能降低铁液的过冷倾向，使共晶团细化，石墨的形态、尺寸及分布得到改善[1]。孕育处理不仅可以提高铸件的力学性能，改善断面均匀性，而且可以消除薄壁、边缘处的白口，从而改善铸件的切削性能。在孕育工艺上，我厂一直采用炉前一次孕育法，气缸体石墨形态为A+部分B型石墨，有待进一步改善。试验结果标明：WD615气缸体铸件采用0.3％Si—Ba孕育剂炉前一次孕育与0.07％的Si-Zr孕育剂随流孕育相结合，获得均匀分布的A型石墨，石墨片长4级；随流孕育处理能够改善石墨形态和分布，消除了B型石墨；随流孕育处理对气缸体的共晶团数量和基体组织没有明显影响。 锡对提高WD615缸体的性能有明显的作用。锡对WD615气缸体金相组织的影响主要与改变其动力学条件有关。锡会在结晶前沿形成低熔点的偏析层，阻碍了碳原子的扩散与奥氏体-石墨共晶团的生长。锡的加入细化了共晶团，同时，锡对提高珠光体含量有显著作用。也可使拉伸强度提高及使布氏硬度增加。这和锡加入后，共晶团细化有关。此外，锡加入后，组织更加均匀，反映到阶梯试块的断面硬度差(断面敏感性)也呈降低趋势。试验结果如下： (1)随着锡加入量的增加，灰铸铁石墨形态有所改善，共晶团细化。 (2)在锡加入量≤0.1％的情况下，可以明显提高灰铸铁的拉伸强度，但当锡加入量＞0.1％时，拉伸强度有所下降。 (3)锡对提高灰铸铁珠光体含量有明显提高。当锡含量达到0.1％时，可以获得100％珠光体。 (4)随着锡加入量的增加，布氏硬度一直增加，断面敏感性有所下降。 通过实验结果表明潍柴铸造工厂炉料比例最佳为60％废钢、回炉料20％、生铁20％。金相：A型为主允许少量B型，片长不小于4级，珠光体含量≥98％，硬度：190-240HB，铸件本体拉伸强度≥200MPa，试棒拉伸强度≥250HB，切削性能良好。 |
| 作者： | 耿国芳 |
| 专业： | 材料工程 |
| 导师： | 闵光辉;王占蛟 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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