鑄態(tài)珠光體球鐵錫、銻及稀土復(fù)合處理作用的試驗(yàn)研究.pdf

1、鑄態(tài)珠光體球鐵具有高強(qiáng)度、高硬度、高耐磨性以及較低的生產(chǎn)成本和較長的使用壽命等優(yōu)點(diǎn)，近年來被廣泛用來取代鉬鉻合金鑄鐵和鑄鋼件等材質(zhì)生產(chǎn)汽車覆蓋件模具毛坯。但是在汽車覆蓋件這種厚大斷面球墨鑄鐵中，由于鐵液凝固速度較慢，在最后凝固中心部位極易出現(xiàn)球化衰退和孕育衰退，使有效的石墨結(jié)晶核心數(shù)量迅速減少，從而導(dǎo)致石墨球數(shù)量減少、球徑增大，出現(xiàn)碎塊狀或開花狀石墨等石墨畸變，惡化了球鐵的機(jī)械性能，制約了厚大斷面球鐵的廣泛應(yīng)用。生產(chǎn)實(shí)踐表明，添加適量的

2、錫或銻等微量元素能夠有效地減少或消除厚大斷面球鐵的石墨畸變，改善球鐵性能。
　　 本文針對厚大斷面球鐵生產(chǎn)中存在的問題，在實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有條件基礎(chǔ)上，通過向普通球鐵中同時加入微量的錫、銻合金元素制備出高強(qiáng)度球墨鑄鐵，運(yùn)用二次回歸正交分析方法考察錫、銻和稀土在球鐵中是否存在交互作用以及交互作用如何，以對球鐵的微量元素合金化控制作出一定的指導(dǎo)。
　　 本實(shí)驗(yàn)選取的基礎(chǔ)化學(xué)成分為：C:3.7％,Si：2.3％,Mn:0.55％,P:

3、0.04％，S：0.03％。采用10公斤無芯中頻感應(yīng)電爐熔煉鐵液，光學(xué)高溫計(jì)測量溫度，出爐溫度控制在1500℃左右。采用沖入法進(jìn)行球化和孕育處理，錫、銻合金和孕育劑一起加入到澆包中，澆注完畢后大約40分鐘左右開型，然后空冷至室溫。
　　 本研究通過多組試驗(yàn)考察了錫、銻及稀土元素對球鐵的微觀組織、機(jī)械性能和耐磨性能的影響規(guī)律。對微觀組織的觀察可知，錫、銻能夠提高石墨球圓整度，減小球徑，提高珠光體含量，減小珠光體片間距，只有錫與銻之

4、間的交互作用能夠顯著提高球化率，三種元素彼此之間的交互作用都不對珠光體量產(chǎn)生顯著影響；對機(jī)械性能的影響：三種元素之間的交互作用都對抗拉強(qiáng)度產(chǎn)生顯著影響，當(dāng)合金元素加入量超過一定值后抗拉強(qiáng)度出現(xiàn)明顯下降，三種元素之間的交互作用都不對延伸率產(chǎn)生顯著影響，只有錫與稀土和銻與稀土之間的交互作用使硬度出現(xiàn)顯著提高，錫與稀土和銻與稀土之間的交互作用都能使沖擊韌性出現(xiàn)顯著下降；錫與銻之間的交互作用能夠顯著增加磨損失重量和顯著降低摩擦系數(shù)，隨合金元素加