半固态高铬铸铁组织及性能研究

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1、士／=i明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。作者签名：堡主尘丝日期：筮生!笸：兰关于学位论文使用权的说明本人完全了解太原科技大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件、复印件与电子版；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的

2、，复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容(保密学位论文在解密后遵守此规定)。作者签名：乏支尘丝日期：凌么翌．笸，兰导师签名：边幺逝红日期压么!』，匕L■，-一I摘要中文摘要金属半固态成形技术是上世纪70年代丌始兴起的一门新兴的成形技术。随着人们对半固态成形技术认识的加深及对其成形规律的研究。半固态成形技术在轻金属低熔点合金中得到了很好的商业应用，然而对高熔点的钢铁材料半固态成形工艺的研究尚处于起步阶段。本文以高熔点的高铬铸铁为研究对象，采用电磁搅拌的方法制备了半固态高铬铸铁坯料，研究了半固态成形制备的坯料和铸态高铬铸铁微观组织、力学性能，探索

3、出一种制备高性能半固态高铬铸铁坯料的工方法，为高铬铸铁半固态成形技术的进一步发展提供理论和试验基础，加快半固态成形技术在高熔点材料领域的商业应用。试验中以搅拌时间和影响电磁搅拌程度主要因素的电压作为处理工艺参数变量，采用对比试验的方法，分别设置了输入电压为160v、180v、200v，搅拌时间为75s、90s、120s，研究了工艺参数对高铬铸铁组织性能的影响。试验结果表明：使用电磁搅拌制备高铬铸铁半固态坯料组织是有效的，可行的；高铬铸铁初生奥氏体由传统铸态下的粗大树枝晶转变为蔷薇状及近球状；平均等效直径大幅度下降，平均等效直径为49．9um，最高下降幅度为67．6％

4、，晶粒细化效果极其明显，细化程度及分布都比较均匀；形状因子也有了大幅度的提升，平均形状因子为0．709，最大提高幅度为83．2％，晶粒趋于椭圆、近球状；在同一输入电压下，初生奥氏体品粒等效直径随着搅拌时间的增加在不断减小，其形状因子在不断上升，当搅拌时间达到某一数值后，其等效直径和形状因子趋于稳定；在不同输入电压F，初生奥氏体的等效直径随着输入电压的升高先降低而后略微上升，形状因子不断的提升后略微下降，表明输入电压并非越高越好，当其达到一定数值后，高铬铸铁组织变化趋于稳定，电磁搅拌对高铬铸铁组织影响力下降；半同念高铬铸铁试样的力学性能也有了大幅度提高，同一输入电压下

5、，半固态高铬铸铁试样硬度随搅拌时间先升后降，韧性变化小大，在同一搅拌时间下，半固态高铬铸铁试样也有类似的变化趋势；磁场对高铬铸铁凝固曲线有散热、加热两个方面的影响，随着输入电压的不同，这两方面影响的主导地位不同，就得到不同的凝固曲线。本文还研究了经同一热处理T艺处理后组织性能。结果表明，经过电磁搅拌处理后试样的组织其残余奥氏体及马氏体组织更为明显，其中马氏体较为细小，二次碳化物分布弥散；材料性能有较大提高，未经热处理的半固态高铬铸铁试样较常规铸造试样及其热处理后的性能都有提高。因此，在同等条件下，获得同样性能的高铬铸铁试样，半固态成形方法可以省去热处理工艺，减少工业

6、生产中的工序和生产成本，有很大的商业应用价值。半固态高铬铸铁组织及性能研究在本试验中，确定了使用电磁搅拌方法制备半固态高铬铸铁的最佳工艺参数，即输入电压为180v，搅拌时间在90s左右，为高铬铸铁的半固态成形技术的进一步研究奠定了基础。关键词：半固态成形技术；高铬铸铁；电磁搅拌；力学性能；工艺参数ABSTRACTABSTRACTSemi—solidmetalformingisanewformingtechnologyontheriseofthe70s．Inrecentyears，ithadadeepunderstandingandshapingthelawofthe

7、Semi—solidforming．Semi—solidforminghadgotagoodcommercialapplicationsinthelowmeltingpointalloyandthelightmetal，butinthehighmeltingpointsemi—solidformingofsteelmaterials，theprocessisstillintheinitialstage．Inthispaper，thehighchromiumcastironwithhighmeltingpointwaschosenforthestudy，semi—