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优化工艺参数对蠕墨铸铁微观组织和性能的影响 摘要 这篇文章探讨生产(CGI)的各种方法。影响CGI的力学性能和微观结构进行了研究。这些参数包括化学成分、保持时间、温度和铸件的厚度。结果表明,残余Mg的增加而增加发现铜含量。– Tri –Trak- 100;频率:500赫兹;功率:50千瓦;熔化能力:10公斤)。它配备一个氧化铝坩埚。感应场能很好的搅拌熔融金属进而获得一个均质核化。碳当量分析仪(QC记录器Comp Nakayama有限公司、日本)被用来确定研究中检测样本的碳当量(C%和Si%)。 2.3.程序 重约4公斤的生铁和废钢加进高频感应坩埚炉,并完全融化。用一个相同的流量来去除炉渣。熔化的铸铁在高温中保持,将一些融化物浇进与碳当量分析仪相连接的容器中。此后,使用碳当量分析仪来调整和检查化学成分。一旦主要合金添加剂完成后,在添加球化剂之前,使那些从每一份做化学分析的融化物中收集来的试样变冷。用一种铁-硅-镁球化剂进行液态处理时,直接将球化剂加入到浇包中的熔融金属中或者先将球化剂放在浇包底部,然后将熔融金属浇到浇包中。出渣温度在1350℃到1450℃。熔融金属浇到碳当量分析仪坩埚中测量CE,之后添加球化剂。理想的保温时间之后,液态金属被浇到冷的型腔中来生产一个做化学分析的样本,并且砂型梯度如图1。模具梯度允许有不同的壁厚(冷却速度)和不同的有效浇注时间来检查。一旦凝固并冷却到室温,样本就要从砂型中取出,并且切割开来做金相分析和力学测试。微观结构包括石墨的形状(球化)和铸件中珠光体的比例在估计分析仪使用阶段。标本切割为了进行机械测试。测试进行了包括抗拉强度、磨损阻力和硬度。 图1.铸件和模具原理图 3.结果与讨论3.1残余镁(%)的影响残余镁被发现有强烈的影响。图2所示。可以看出近似线性增加随着,但。此外,对剩余Mg的敏感性截面厚度降低。对于一个给定的,球化率随着截面壁厚而下降是由截面部分的凝固速率下降而造成的。厚度(10-50mm)可以表示为以下经验公式:% = 3091.4(Mg%)+ 50.0(Mg%)(x?30.0)?9.5 且0 Mg% 0.03 其中Mg是残余镁含量百分比x是铸件的厚度毫米 图2.残留镁含量和壁厚对蠕墨铸铁的球化率的影响 3.2.衰退时间的影响1400?C(定义为当球化剂添加到的时候)图3所示它可以看到有一个总体趋势(或衰落的残)随着保。到大约3分钟衰减相对较低。3在这段时间里有不到0.001%。从这个图时间在4 - 5分钟生产的铸件从0.01到0.012。衰速率变化是由于最初补偿损失。基于,残留镁和衰时间之间的关系由以下经验公式给出: = t2?0.0004 + 0.0004 + 0.0179， 0 t 7(2) t为时间分钟。 图3.保温时间对残留镁含量的影响 3.3.浇注温度的影响。从这个图中,可以看出随温度增加而降低。。从加工的角度来看,熔体温度的控制显然是控制 图4.在1400℃时不同的保温时间对残留镁含量的影响 3.4.添加球化剂的方法的方法也是检查使用铸造格式。图5表明 图5.保温时间对不同的添加方法的残留镁含量的影响 3.5.铜的影响。。板厚度的影响是减少珠光体。铜含量从0%到1%导致增加大约30%80% 。在10毫米厚部分和增大约20%到%。基于在图6中呈现数据珠光体的数量铜含量百分比以下关系珠光体% = 1/4(192立方?x + 122) , 0% 铜 1%和10毫米 50毫米(3) X表示铸件厚度，单位是mm。 图6.铜对不同壁厚部分中珠光体含量的影响 3.6.生产的蠕墨铸铁的显微结构 图7显示了化学成分为3.5%C，2.5%Si，0.39%Mn，0.009%Mg和碳当量为4.33的蠕墨铸铁样本的SEM显微结构。一种包含有少于5%的球装石墨的理想的蠕墨铸铁的结构见图7a和b，这是宽长比率在2:5和2:10之间的一种背散射扫描电镜显微结构，其在文献【5】中证明了报道价值。图8显示了。图8 a和b显示了典型的微观结构从30 mm合金含有0.008%和0.001%的铜。可以看出标本展览一个好的均匀石墨结构。图8 b显示了显微照片示了应用硝酸浸蚀液(3%硝酸溶液)腐蚀3分钟。从显微照片可以看出CGI存在于一个矩阵75%的铁素体和25%珠光体。图8 c和d从30毫米截面厚度合金含有0.011%和0.6%的铜。从这些显微图它可以观察到。珠光体的数量也增加到52%。 图7.化学成分为3.5%C,2.5%Si,00.39%Mn,0.009Mg和CE为4.33的CGI合金的SEM微观组织.(a)为X500的SEM宏观图(b)为X500的背散射扫描图 图8.不同含量的珠光体和铜的蠕墨铸铁的微观图 3.7.蠕墨铸铁的机械性能 残余镁含量对UTS和样品厚度为