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WD615柴油机气缸体显微组织和性能的研究
| 论文题名： | WD615柴油机气缸体显微组织和性能的研究 |
| 关键词： | 灰铸铁;柴油机;气缸体;硅碳比;铜合金化;孕育处理;过程能力控制 |
| 摘要： | 本文在生产条件下通过实验研究了碳硅元素、铜合金化、孕育处理对WD615柴油机气缸体显微组织和力学性能的影响。 实验研究结果表明在碳当量相当的情况下，提高硅碳比，降低碳含量，提高硅含量，组织中初析奥氏体数量增多，加固了铸件基体，石墨量减少，减轻了片状石墨对金属机体的切割作用，硅元素在基体中的固溶量增加，强化了珠光体中的铁素体，因此提高了铸件抗拉强度，当碳硅比达到0.66时，抗拉强度提高至320MPa。 铜元素能够降低奥氏体转变的临界温度，细化并增加铸件基体组织珠光体含量。由于生产中铁水中有一定量的Cr、Sn元素存在，铜的加入量的改变对铸件基体组织的珠光体含量未产生明显影响。但是铜含量由0.2％增加至0.4％，基体组织中珠光体片间距得到明显细化，单铸试棒抗拉强度由285MPa提高至310MPa。而铜对细化珠光体的作用是有限的，当铜含量增加至0.5％时，珠光体片间距不再发生明显变化，抗拉强度略有降低，这可能是铜元素偏析于共晶团晶界，增加了晶界脆性，削弱强度的缘故。另外铜的加入能够改善铸件断面敏感性，当阶梯试块中铜含量由0％增加至0.42％时，最厚断面与最薄断面之间的硬度差由50HB降至27HB，降幅高约为50％。 生产实践表明孕育剂的加入方式和加入时间直接影响孕育剂的吸收状况，而孕育剂的吸收状态对铸件性能有决定性的影响。实验证明孕育剂直接加入包底，不利于孕育剂的吸收，铸件石墨形态分布差，抗拉强度低；采用出铁随流孕育能够提高材料吸收，改善铸件石墨形态分布，提高抗拉强度；当出铁1/3后开始加入孕育剂，加入时间为25s时，铸件的孕育效果最佳，当继续延长加入时间至35s时，后期加入孕育剂漂浮在铁水表面氧化烧损，不利于吸收，降低了铸件组织和力学性能。 作为生产线大批量生产，操作质量的稳定性对产品质量有着重要的影响。本文通过实施熔炼预控制、炉前处理材料准确秤取、机械控制炉前处理材料加入时间等措施，利用Minitab统计软件分析诸措施实施前后单铸试棒抗拉强度检测结果，结果显示：实施以上措施后，单铸试棒抗拉强度控制上限由382.9MPa下降至314.5MPa，控制下限由210.0MPa提高至261.3MPa，上限显之差由172.9MPa降为53.2Mpa，优化了铸件性能控制区间，证明采用以上措施生产过程控制能力明显提高，显著稳定了铸件质量。 |
| 作者： | 刘继波 |
| 专业： | 材料工程 |
| 导师： | 闵光辉;田普昌 |
| 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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