錫對蠕墨鑄鐵組織及性能的影響.pdf

1、蠕墨鑄鐵作為二十世紀50年代發(fā)明的新型工程材料，由于石墨的特殊形態(tài)，一直被當作制取球墨鑄鐵的失敗產物，沒有引起人們的足夠重視。但隨著人類社會的發(fā)展和工業(yè)技術水平的提高，人們已逐漸意識到蠕墨鑄鐵的組織和性能特點以及在承載熱沖擊和機械載荷同時存在的工況條件中（如發(fā)動機缸體、汽車排氣歧管、高速列車制動盤等）的巨大工程應用價值。然而，由于穩(wěn)定控制蠕化率的難度較高，對蠕墨鑄鐵組織和性能的系統(tǒng)研究并沒有廣泛開展，關于其合金化的深入研究更是寥寥無幾，

2、嚴重阻礙了這種低成本、高性能工程材料的技術進步和推廣應用。
　　 本課題通過添加0wt.‰0.12wt.％的錫，運用OM、SEM、XRD等設備，研究了錫對蠕墨鑄鐵組織和性能的影響規(guī)律，為低成本、高性能蠕墨鑄鐵件的規(guī)?；a提供了一定的理論依據和實踐參考。
　　 研究結果表明，錫不影響石墨蠕化，且使石墨減少并細化，同時穩(wěn)定并細化珠光體;錫富集于石墨周圍的鐵素體和游離滲碳體中，在其余的鐵素體和珠光體中均勻分布，而在石墨中分布

3、較少。含錫量增加到0.057wt.％時，珠光體含量達95％，層片間距由320nm減小為83nm，為屈氏體;含錫量進一步增加，珠光體數量維持在95％以上，但層片間距開始增大，至含錫0.121wt.％時為210nm，同時，組織中出現(xiàn)了游離滲碳體。
　　 蠕墨鑄鐵的抗拉強度隨含錫量的增加先增大后減小，含錫0.057wt.％時為最大值410.7MPa，含錫0.121wt.％時為最小值334.0MPa;布氏硬度隨含錫量的增加而持續(xù)增加，由

4、含錫0.003wt.％試樣的192HBW增長到0.121wt.％的227HBW;沖擊韌度先升高后降低，在0.057wt.％時達到最大值9.11J，較不含錫試樣提高了40.6％，但過量的錫使蠕墨鑄鐵的沖擊韌度顯著惡化。
　　 蠕墨鑄鐵的耐磨性隨含錫量的增加變化不大，總體來講，錫的加入提高蠕墨鑄鐵的耐磨性，其中含錫0.121wt.％和0.057wt.％試樣的耐磨性較高，這主要是由于游離滲碳體的出現(xiàn)和珠光體層片間距減小，起到了釘扎位錯

5、的作用。
　　 石墨和游離滲碳體處易于萌生熱龜裂裂紋，且萌生后優(yōu)先沿鐵素體和石墨擴展。錫的加入有助于蠕墨鑄鐵耐熱疲勞性能的提高，含錫0.057wt.％試樣的耐龜裂和耐開裂性能均最佳，這是由于石墨細化、數量減少，珠光體層片間距減小的綜合作用結果。
　　 綜上所述，適量錫的加入對蠕墨鑄鐵的組織及性能均有積極影響。含錫量為0.057wt.％時，石墨得到細化，珠光體層片間距明顯減小，力學性能、耐磨性及耐熱疲勞性能得到較大提高。微