铬对高蠕化率中硅钼蠕铁组织和高温抗拉强度的影响.pdf

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1、材料·工艺MateriaI&TechnoIogy铬对高蠕化率中硅钼蠕铁组织和高温抗拉强度的影响解骐鸣，曲迎东，(沈阳工业大学，高民强，李广龙沈阳110870)摘要：高蠕化率中硅钼蠕墨铸铁在急冷条件下的耐热疲劳性能优良，但高温抗拉强度较低，通过在高蠕化率中硅钼蠕铁中添加铬，研究铬对高蠕化率中硅钼蠕墨铸铁的高温抗拉强度的影响。研究结果表明，随铬加量的增加，导致珠光体和碳化物的含量增加，使基体在共析转变过程中析出的石墨量减少，导致基体中蠕虫状石墨量减少，在800CC条件下的抗拉强度得到明显的提升。含铬量0．71％的中硅钼蠕铁抗拉强度比不含铬的普通

2、中硅钼蠕铁提升了12％。铬含量的增加，使铬在铁液凝固过程中形成的偏析量增加，促进碳化物形成，同时在碳化物周围铬的富集区增加，珠光体和碳化物并存出现。关键词：中硅钼蠕铁；铬；高温抗拉强度中图分类号：TGl43．49；文献标识码：A；文章编号：1006—9658(2016)03—0024—03DOI：10．3969门．1ssn．1006—9658．2016．03．0070前言中硅钼蠕墨铸铁作为一种常见的耐热蠕墨铸铁材料在汽车领域有广泛应用，是汽车发动机排气歧管的理想材料⋯。常规中硅钼蠕墨铸铁蠕化率控制在50％左右，其具有一定的耐热疲劳性能及优良

3、的抗氧化性能，可以使其在800℃的工作环境中长时间丁作[2。]，但其在高温急冷条件下的耐热疲劳性能较低，而高蠕化率中硅钼蠕墨铸铁在急冷条件下的耐热疲劳性能较好【4。5】，但蠕化率的增高，导致中硅钼蠕墨铸铁高温抗拉强度降低。所以如何改善高蠕化率中硅钼蠕墨铸铁高温抗拉强度是本次研究的重点。本文通过在高蠕化率中硅钼蠕墨铸铁中添加铬元素来改善其高温抗拉强度№】，并结合基体组织变化，分析铬对高蠕化率中硅钼蠕墨铸铁高温抗拉强度的影响[7】。1成分与工艺基金项目：罔家自然科学基金资助项目(51274142)；沈阳市科技攻关删{口(Fl3—036—2—00

4、)收稿日期：2015一ll一27稿件编号：1511—1138作者简介：解骐呜(199(卜)，男，在读硕士，从事铸造合金中硅钼蠕墨铸铁与石墨畸变领域的研究1二作；通信联系人：曲迎东，博Jj生导师．1．1成分中硅钼耐热蠕铁排气歧管的成分如表1所示，cr的添加明显增加铸铁白口倾向，所以铬的添加要适量，因此cr的添加控制在0．40％～0．70％。本文根据蠕铁中铬元素含量的不同分成3种，这3种方案的化学成分检查结果如表2所示。表l中硅钼耐热蠕铁排气歧管成分元素CSiMnSPMo含量3．0～3．63．9～4．3<0．3

5、表23种方案的化学成分编号CSiMnSPMoCrl3．2l4．150．130．0110．0250．540．023．194．19O．150．009O．02lO．550．4233．324-220．140．()()80．0220．560．7l1．2蠕化T艺实验采用50埏中频炉熔化生铁、废钢，待其溶化完全后在l300℃左右加人钼铁、铬铁、硅铁。蠕化剂采用稀土镁钙蠕化剂，蠕化剂加入量为0．45％～0．50％，采用75SiFe孕育剂孕育，孕育剂加入量为O．4％，出铁温度控制在l500～l550℃之间，浇注温度控制在为l380～1450℃，蠕化处理采用堤

6、坝式包底冲人法，孕育剂要均匀铺满蠕化剂表24eFMT中国铸造装备与技术3／2016MateriaI&Technology材料·工艺面。2试验结果与分析2．1金相组织图1所示是3种方案的金相组织。从图中可以看出蠕化率均控制在95％以上，蠕化效果良好，蠕化工艺稳定。对比3组组织图，可以看出随cr的添加量的增加，蠕化率不发生变化，蠕虫状石墨含量减少。说明Cr的添加阻碍石墨化进程，使含铬量0．71％的高蠕化率中硅钼蠕墨铸铁组织中蠕虫状石墨含量最小。对比3组基体图，可以看出含铬量O．71％的高蠕化率中硅钼蠕墨铸基体中主要全部以铁素体为主，珠光体含量最

7、低仅占基体的5％，并且基体内碳化物量也最低，随cr的添加，基体中珠光体和碳化物明显增加，加入0．71％的Cr后，基体组织中珠光体和碳化物比例最高占基体的15％，说明铬元素的添加具有促进珠光体与碳化物的形成。：a)禽铬量0．oI)％的巾硅钳蠕铁组织图和琏体图(蠕化率95％；5％珠光体)：h)禽铬量0．42％的中硅钼蠕铁组织图和基体罔(蠕化率95％；8々珠光体)如图2所示为3种不同含铬量的中硅钼蠕铁碳化物与珠光体组织图，随铬添加量的增加，珠光体与碳化物含量增加的同时，碳化物形态也随之改变，碳化物长大，碳化物分支增多，碳化物分布范围增加，同时珠光

8、体均匀包围在碳化物周围，珠光体的分布形态与碳化物类似。图2不同含铬量的中硅钼蠕铁中碳化物与珠光体组织图如图3所示为碳化物和珠光体能谱，碳化物和珠光体中铬含量较多，同时铬在铁液凝固