ADI熱處理工藝參數(shù)對(duì)其力學(xué)性能影響機(jī)理的研究.pdf

1、球墨鑄鐵(Ductile Iron,簡(jiǎn)稱DI)經(jīng)等溫淬火處理后得到ADI材料,力學(xué)性能大大提高,具有強(qiáng)度高、韌性好、抗磨損、耐低溫,密度抗拉強(qiáng)度比值低,彎曲接觸疲勞強(qiáng)度高,吸震降噪性能好,綜合力學(xué)性能優(yōu),以及生產(chǎn)成本低,經(jīng)濟(jì)效益好等眾多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)成為替代碳鋼甚至鋁合金、銅合金的熱點(diǎn)材料之一。本文采用900℃奧氏體化溫度,90min奧氏體化時(shí)間,不同等溫淬火溫度與時(shí)間相組合的熱處理參數(shù),對(duì)LZQT500-7球墨鑄鐵進(jìn)行等溫淬火處理,

2、得到九組力學(xué)性能各異的ADI材料。通過電子掃描電鏡及X射線衍射儀對(duì)其金相組織進(jìn)行定性、定量分析,研究熱處理參數(shù)與殘余奧氏體體積含量、奧氏體含碳量的關(guān)系。測(cè)定各組ADI材料的強(qiáng)度、硬度、延伸率、沖擊韌性,研究熱處理參數(shù)對(duì)ADI力學(xué)性能的影響規(guī)律；通過有限元仿真,斷口組織宏觀、微觀分析及切削力比較等多種方法,對(duì)ADI材料的各力學(xué)性能及宏觀表現(xiàn)進(jìn)行深入細(xì)致的探究和闡述?；谀：郎p法聚類的方法,建立了等溫淬火溫度、等溫淬火時(shí)間與組織含量及各力學(xué)

3、性能之間的模糊模型,并對(duì)硬度推理模型進(jìn)行了可靠性分析,對(duì)不同等級(jí)ADI材料的熱處理參數(shù)作出預(yù)測(cè)。結(jié)果表明:
　　 ⑴等溫淬火后材料的金相組織及成分完全轉(zhuǎn)變,得到了力學(xué)性能優(yōu)異的奧鐵體組織；等溫淬火溫度對(duì)組織含量影響顯著,等溫時(shí)間影響較弱,其中250℃下得到的ADI奧氏體含量及含碳量最低,300℃次之,350℃最高；在等溫時(shí)間60-180min范圍內(nèi),奧氏體含量及含碳量隨時(shí)間的變化規(guī)律不一,250℃下,奧氏體含量及含碳量隨時(shí)間的延

4、長(zhǎng)先增加后基本保持不變,300℃下,60min的含量最高,120min、180min的含量變小,350℃下,含量先增加再減小。
　　 ⑵ADI材料的強(qiáng)度、硬度隨等溫淬火溫度的升高而降低,隨等溫淬火時(shí)間增加,強(qiáng)度先增大再減小,硬度先減小再增大。而延伸率、沖擊韌性隨等溫溫度的升高而升高,隨淬火時(shí)間的變化規(guī)律不一。ADI拉伸及沖擊試樣斷口,屬于韌-脆型混合斷口,且隨著等溫淬火溫度的升高,纖維區(qū)增加,材料塑性韌性增強(qiáng),脆性減弱。切削力研

5、究表明,φ35mm的圓柱棒料心部沒有淬透,表面及頂端硬度高,切削力大；心部硬度低,切削力??；且淬透性與等溫淬火溫度及時(shí)間關(guān)系不大。
　　 ⑶基于模糊減法聚類建立的熱處理參數(shù)與ADI材料組織含量及力學(xué)性能之間的推理模型可靠,可以根據(jù)用戶需求預(yù)測(cè)ADI材料的熱處理參數(shù)。根據(jù)模型預(yù)測(cè),ASTM ADI4級(jí)的熱處理參數(shù)可以選擇900℃-90min,250℃-120min,3級(jí)的可以選擇900℃-90min,330℃-90min,2級(jí)的可