球墨铸铁消失模铸造振动凝固组织特征研究

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1、分类号学号M201070620学校代码10487密级硕士学位论文球墨铸铁消失模铸造振动凝固组织特征研究学位申请人：宗晓明学科专业：材料加工工程指导教师：樊自田教授答辩日期：2013年1月12日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringStudyonMicrostructureCharacteristicsofDuctileIronAlloyviaLostFoamCastingbyVibrationSolidificationCa

2、ndidate:ZongXiaomingMajor:MaterialProcessingEngineeringSupervisor:Prof.FanZitianHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan430074,Hubei,P.R.China2013,1独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到

3、本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分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和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要由于消失模铸造精密成形、清洁生产等技术优势，球

4、铁消失模铸造技术近年来得到迅速发展，广泛应用于中、小型铸件的批量生产。但因消失模铸造采用干砂造型，铸件冷却速度较慢、球铁共晶转变时间长，造成铸件组织中石墨数量少、形态较差等问题，使铸件性能有所下降。本文尝试采用振动凝固与消失模铸造技术相结合的方法来改善石墨形态与基体组织。本论文研究了振动频率和试样厚度对消失模铸造球铁合金的石墨形态、基体组织及硬度的影响，对试验过程中出现的铸造缺陷组织进行了分析，并提出了相应的改进措施。同时，研究了球铁图像数字化处理与分析的方法。（1）试验研究了振动频率对消失模铸造球铁合金石墨形态、基体组织及硬度的影响。结果表明：振动凝固可

5、以增加石墨球个数，随振动频率的增加、石墨球个数增加明显；振动凝固可以显著减少粗大石墨的比例，提高石墨分布的均匀性，随振动频率的增加，粗大石墨的比例呈减小趋势；振动凝固可以降低薄壁铸铁件中的碳化物含量，随振动频率增加，碳化物比例下降，硬度降低。（2）试验研究了试样厚度变化对消失模铸造球铁合金石墨形态、基体组织及硬度的影响。结果表明：静止凝固条件下，随试样厚度的增加，石墨球的数目下降，尺寸增大，圆整度降低，硬度下降；振动凝固条件下，随试样厚度的增大，石墨球的数目上升，尺寸与圆整度变化不大，硬度下降，因此，振动凝固有利于提高不同壁厚之间石墨形态的均匀性；振动对于

6、石墨球圆整度具有双重作用，在薄壁处，降低了石墨的圆整度，在厚壁处，提高石墨的圆整度。（3）对试验过程中出现的白口缺陷进行了分析，研究了振动对白口铁组织的影响。发现，与静止凝固相比，振动凝固条件下的白口铁，珠光体组织明显细化，数量增多，部分二次枝晶得到破碎，变态莱氏体在基体中分布更均匀。（4）在现有金相显微镜的条件下，借助ImageJ软件，开发了一种球铁石墨定量分析的新方法。该方法能精确分析球铁中的石墨相，计算石墨球的个数、面积、I华中科技大学硕士学位论文百分比、形状系数、取向角等，能快速精确的计算球化率，能精确的分析球铁的基体组织，计算基体组织中珠光体、铁

7、素体及碳化物的比例。该方法操作简便，易于普及，有效的解决了人工测量的繁琐及误差，提高了测量的精度和准确性。关键词：消失模铸造，球墨铸铁，振动凝固，微观组织，图像处理II华中科技大学硕士学位论文AbstractInrecentyears,thelostfoamcasting(LFC)processofductileironisdevelopingrapidlybecauseithasmanyadvantagessuchasprecisionforming,cleanproduction,andsoon.TheLFCiswidelyusedinmassprod

8、uction,especiallyforsmallcastings