微合金化d-型石墨灰铸铁玻璃模具组织及性能地研究

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7、11lf洲Y1887014本论文经答辩委员会全体委员审查，确认符合合肥工业大学硕士学位论文质量要求。答辩委员会签名：(工作单位、职称)主席：委员：．笋擎I裁§衲皖呻料觅t目许叮厕氓∥趴咯扭氓∥叫砖序纠“锄弘夥呋昔力犯洲呋6导师：／／船妇艮，一7孝缓拓馏放线．独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究：[作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标志和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得金胆：E些厶堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我

8、一同T作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签字：他形签字日期：功f，年弘月学位论文版权使用授权书7日本学位论文作者完全了解佥厦：E些太堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅或借阅。本人授权金壁工些太堂可以将学位论文的全部或部分论文内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权}§)黧竺冬本以签字日期：k11年争月冲日导师虢勘心签字日期：岫『f年牟月呷日电话：邮编：微合金化D．型石墨灰铸铁玻璃模

9、具组织及性能研究摘要合金灰铸铁在玻璃模具材料中具有最好的性价比，但实际使用的效果不尽如人意，为进一步提高模具的服役寿命，本文采用正交试验的方法制备系列试样，系统的研究了合金成分和铸造工艺对服役寿命的影响，并模拟服役环境，探索了D．型石墨对模具高温氧化和热疲劳性能的影响。在上述研究的基础上，通过选用合适的冷铁尺寸和热处理工艺，迸一步设计和优化了多级玻璃模具的组织，获得更高的模具服役寿命。结果表明：在合金元素V-0．12～0．16％、Ti：0．17～0．23％、合金熔炼温度：1490""1510℃、孕育剂量：0．3～0．4％、浇注温度：1340""l360℃条件下，材料

10、具有最佳服役寿命；正交试验单因素分析发现，随V+Ti合金元素量增加，材料服役寿命先增加后减少，材料布氏硬度则持续升高；熔炼温度也存在最佳值，温度低了合金元素不能充分溶入合金中，温度高了合金元素烧损量增加。因而随熔炼温度提高，材料服役寿命先上升后下降，布氏硬度先迅速增长，后逐渐趋缓；随孕育剂掺入量增加材料服役寿命延长，过量后服役寿命迅速缩短，布氏硬度表现无明显变化；随浇注温度的升高，模具服役寿命先升高后迅速降低。高的浇注温度会降低激冷层D型石墨的厚度，且铁液等温共晶凝固时间长，孕育衰退快，石墨长大倾向强。但材料的硬度无明显变化。综合分析服役寿命与合金成分、铸造工艺的关

11、系，以及联系材料组织形貌与硬度发现，模具材料服役寿命与硬度无明显比例关系，材料的服役寿命主要由组织石墨形态、大小、分布以及基体树枝晶的生长无序度等结构特征决定。模拟玻璃模具服役环境试验研究表明，材料服役中抗氧化、热疲劳性能优劣主要取决于组织D型石墨共晶团絮大小、形态、片状尺寸大小、团絮间交错分布情况等；其次与组织基体的合金化也有重要关系，适当合金元素提高基体疲劳断裂能量极限，抵御裂纹萌生与快速扩展，同时部分元素促进石墨化形核转变，有利细化石墨。通过设计材料组织结构进行模拟服役环境测试及装机服役寿命试验后发现，对于工作表面瞬时温度达850℃瓶罐初级成型模具，采用放置5

12、0mm厚度的冷铁激冷成型，模具材料具有更佳服役寿命；对于在700℃及以下服役温度区间的次级成型模具，采用35ram厚度冷铁激冷成型，并对铸态组织进行740℃保温3h石墨化退火热处理，以提高组织稳定性，提高基体耐热疲劳性能，延长模具装机服役寿命。关键词：微合金化；D氇!石墨；玻璃模具；抗氧化性；热疲劳ResearchofalloyingorganizationandpropertiesofMicroD··typegraphitecastglassmouldABSTRCATAsglassmouldmaterial，alloycasthashighcost．effecti

13、ve．Butlotsoftroublesoftenappearinprecticalapplications．Inordertoextensethemouldservicelife，seriesofsamplespreparedusingtheorthogonalexperimentmethodtoresearchtheinfluenceofthealloycomponentandthecastingprocessonservicelife，andexploredtheeffectofD—typegraphiteonthehightemperatureoxida