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蠕化率对蠕墨铸铁组织及热疲劳性能的影响／张佳琦等·111·
蠕化率对蠕墨铸铁组织及热疲劳性能的影响
张佳琦，司乃潮，刘光磊，吴奎武，孙浩，陈辉辉
(1江苏大学材料科学与工程学院，镇江212013；2常州柴油机铸造厂，常州213000)
摘要采用自约束热疲劳试验机，对不同蠕化率下的蠕墨铸铁进行热疲劳性能试验并观察其组织变化。结果
表明，试样的抗热疲劳性能随着蠕化率的升高呈现先上升后下降的趋势。当蠕化率为7O～8O时，蠕墨铸铁的热
疲劳性能最好。蠕虫状石墨占基体比重有一个最佳值，蠕化率过低时，由于球状石墨数量较多分布较密集，导致热疲
劳性能较差；蠕化率过高时，由于蠕虫状石墨过于粗大使裂纹扩展速度加快，导致热疲劳性能较差。在裂纹扩展后
期，主裂纹变粗大导致其向前扩展所需驱动力不足以及主裂纹上形成分叉裂纹及二次裂纹，进而导致裂纹扩展呈现
先快后慢、阶段性扩展的特点。
关键词蠕墨铸铁蠕化率热疲劳裂纹萌生与扩展
中图分类号：TB31文献标识码：ADOI：10．11896／j．issn．1005—023X．2015．14．024
EffectofVermicularityonThermalFatiguePropertyofCompactedGraphiteIron
ZHANGJiaqi，SINaichao，LIUGuanglei，WUKuiwu，SUNHao，CHENHuihui。
(1SchoolofMaterialScienceandEngineering，JiangsuUniversity，ZheNiang212013；
2ChangzhouDieselEngineFactory，Changzhou213000)
AbstractThethermalfatiguepropertyofcompactedgraphiteironwithdifferentvermicularitywastestedon
self-restrictthermalfatigueexperimentalmachine．Theresultsshowedthatthethermalfatiguepropertiesofsamples
withincreasingvermicularitypresentedadownwardtrendafterthefirstrise．Compactedgraphiteironhadthebest
thermalfatiguepropertywiththevemricularityof700／；一8O．Brittlephasegraphitehadabestproportioninthema—
trix．Whenthevermicularitywasexcessivelylow，alargernumberofspheroidalgraphitewithdensedistributionledto
lowthemralfatigueresistance．Whenthevemricularitywasexcessivelyhigh，thethickcompactedgraphiteironacce-
leratedcrackpropagation，leadingtolowthermalfatigueresistance．Inthelaterstageofcrackpropagation，theinsuf—
ficientdrivingforcecausedthickermaincrackandtheformingofbranchcrackandsecondarycrack，makingthepropa—
gationofthemralfatiguecrackfastatfirstandthenslowdown．
Keywordscompactedgraphiteiron，vermicularity。themralfatigue，initiationandpropagatio
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