厚大断面铁素体球墨铸铁黑斑缺陷的控制技术

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1、学校代号：10532学密号：S09131031级：公开湖南大学硕士学位论文厚大断面铁素体球墨铸铁黑斑缺陷的控制技术兰僮由埴厶丝名；奎笸昱咂丝刍盈驱整；直塞理副麴援埴差望焦；捌：料抖堂．皇工猩堂院圭些刍叠；挝型：力旦王工捏诠塞提童日期；2Q12生垒旦——途塞签迸日期；2Q12笙量旦三!!．：!——筌迸委员会圭廑；瑟龌塾援TheControlTechnologyofBlackSpeckonHeavySectionFerriteNodularCastIronbyCENGeB．E．(HunanUniversity)2009Athesissubmittedinpartial

2、satisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringlnMaterialsProcessingEngineeringiIItheGraduateschoolofHunanUniversitySupervisorViceProfcSSOFGAOWen．1iApril，2012湖南大学学位论文原创性l声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人

3、和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：筠危弓日期：庆。／土年孑月铲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，同意学校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。本人授权湖南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。本学位论文属于1．保密口，在一年解密后适用本授权书。2．不保密母厂(请在以上相应方框内打”√”)作者签名：尚鹰为同期：2。／；)-m-厂月午R导师签名：乌乏枷R期：加

4、，。年6月V同厚人断面铁素体球墨铸铁黑斑缺陷的控制技术摘要40多年来，厚大断面铁素体球墨铸铁心部的黑斑缺陷·直困扰着国内外科研工作者们。心部黑斑是厚大断面球铁中最典型的缺陷，是由于石墨畸变成碎块状石墨在宏观上的表现，对铸件的性能有恶化作用。为了消除厚大断面球铁件中碎块状石墨，改善力学性能，铸造厂家们采用了热处理和添加合金化元素(Cu、Sb)等方法，并取得了较好的成效，但是制造成本较高。为了提高市场竞争力，在铸态下获得性能优异的厚大断面球铁件是首选。本论文的主要内容为研究微量元素Bi对厚大断面铁素体球墨铸铁石墨形态和力学性能的影响；分析不同的残余稀土含量对厚大断面铁

5、素体球墨铸铁组织和性能的影响；讨论重轻混合稀土镁球化剂对厚大断面铁素体球墨铸铁的影响；采用多功能温度采集仪，分析厚大断面铁素体球墨铸铁的共晶凝固冷却特性曲线，研究球铁凝固过程；利用光学显微镜、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDX)，研究拉伸断口形貌，从微观上分析球铁中石墨球的形态，异质核心及晶界偏析物的微量元素分布。研究结论如下：(1)尺寸为180mm×180mmx200mm试样中，添加0．0l2wt％Bi可以消除碎块状石墨；试样尺寸为250ram×250mm×300mm时，加Bi只能在一定程度上抑制碎块状石墨产生。随着Bi加入量的增加，其抑制作用呈先增强后减弱的趋

6、势。当Bi加入量为0．010wt％～0．012wt％时，其抗拉强度达337MPa，+仲长率为10．4％，一40℃低温冲击功可达到10．5J，综合性能得到较大改善。适当降低残余稀土量，即调整RE／Bi加=1．3～1．5，可以进一步抑制碎块状石墨和改善综合力学性能。说明添加微量Bi工艺是一项有效的黑斑缺陷控制技术。另外，添加微量Bi可以抑制球墨铸铁组织中珠光体的产生，其试样的拉伸断口属于韧性断裂，存在大量的等轴韧窝。球墨异质形核核心主要由CeBi和LaBi等高熔点金属问化合物以及Mg的氧或硫化物组成。(2)采用重轻混合稀土镁球化剂工艺是一项效果明显的黑斑缺陷控制技术。

7、当采用相同的重轻稀土球化剂混合比例时，天和D一2重稀土球化剂对碎块状石墨的抑制作用要明显优于龙南DY-2重稀土球化剂。当采用同种重稀土球化剂配制混合球化剂时，重、轻稀土球化剂混合比例为4：6时铸件的组织和性能要明显优于比例为3：7的。说明重轻混合球化剂对碎块状石墨的抑制作用会随着重稀土球化剂比例的增加而增强。球铁晶界偏析产物可能为磷共晶、Mg的化合物和稀土高熔点化合物的混合物。(3)随着球铁试样的壁厚从70mm增加到250mm，结晶温度区问从32．1℃f魄I学位论文!!!!=!!!!===!!!=!=!===!=!=!!!!!!!!!!!!!!==!!!!!!!!

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