高硅鑄鐵組織與性能的研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、腐蝕作為材料的三大失效方式之一,給社會帶來巨大的經(jīng)濟損失和災難性事故。為此,開發(fā)了許多耐腐蝕的合金,如鋁基耐蝕合金、鎳基耐蝕合金、鈦基耐蝕合金、不銹鋼和耐蝕鑄鐵等。而在眾多的耐腐蝕金屬材料中,耐蝕鑄鐵由于其低廉的價格、優(yōu)良的鑄造性能以及優(yōu)異的耐蝕性能而被廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)中,其中高硅鑄鐵的應(yīng)用最為廣泛。但鑄鐵質(zhì)硬而脆,力學性能差,加工性能差,這阻礙了其應(yīng)用。因而在不降低鑄鐵的耐腐蝕性能基礎(chǔ)上,探索提高其力學性能的途徑具有十分重要的現(xiàn)實意義。

2、
  本課題首先研究了硅元素對鑄鐵材料組織及性能的影響,采用金相顯微鏡、XRD衍射儀(XRD)以及電子探針分析儀觀察其微觀形貌并進行物相分析。其次選用硬度試驗和抗彎試驗,借助洛氏硬度值、抗彎強度和撓度值評估其力學性能好壞。再次采用電化學實驗法分析了鑄鐵在20%H2SO4溶液中的腐蝕行為。同時對比了鑄態(tài)和退火態(tài)樣品的組織和性能,研究退火處理對鑄鐵材料性能的改善作用。綜合力學性能和耐蝕性能優(yōu)選出最佳的硅含量?;趦?yōu)選出的較好的Si含量

3、,進一步通過添加銅元素研究銅含量對鑄鐵組織及性能的影響,考察其微觀組織、力學性能、耐蝕性能等,最終選出綜合性能最優(yōu)的Fe-Si-Cu成分。
  對五種硅含量不同的合金分別進行金相分析、力學性能分析和耐腐蝕性能分析,發(fā)現(xiàn):隨著硅含量的增加,合金耐腐蝕性能提高,但硅含量大于17.44%時,增加硅含量不能使耐蝕性能進一步提高,因而為保證鑄鐵良好的耐蝕性能,Si含量設(shè)計應(yīng)大于12.26wt%且低于17.44wt.%;隨著硅含量的增加,合金

4、的硬度值提高,尤其是當Si≥17.44%時,硬度值急劇上升,脆性大大增加,抗彎強度及撓度降低;綜合考慮耐蝕性能和力學性能,認為Si含量為12.26%~15.55%時綜合性能較為優(yōu)異。
  對四種Cu添加量不同的合金分別進行金相分析、力學性能分析和耐腐蝕性能分析,發(fā)現(xiàn):向高硅耐蝕鑄鐵中添加銅元素,可以起到改變石墨的形態(tài)和分布的作用,使晶間石墨的形態(tài)由散亂分布趨向于均勻分布;銅元素的添加能夠使高硅耐蝕鑄鐵的力學性能得到改善,即抗彎強度

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