时效处理及消除应力退火对灰口铸铁切削性能的影响[1].pdf

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1、文章编号:1007
6077(2007)04
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06时效处理及消除应力退火对灰口铸铁切削性能的影响[日本]望月荣治等摘要:介绍了对铸铁实施包含时效处理在内的各种热处理工序,进而研究热处理与材料组织、机械性能、超声波传播速度以及切削性能的关系。指出时效处理能提高切削性能及超声波传播速度;在923K下的短时间的消除应力退火,也可获得与时效处理同样的效果。关键词:灰口铸铁;时效处理;切削性能;消除应力退火中图分类号:TF593.4文献标识码:B引言1试验方法多数情形下,铸铁由于在铸造后要先进行某些1.1试样机加工,再投入使用,所以,降低机加

2、工费用与降低试样的铸造采用钢屑、回火材料作为原材料,用材料费用同样重要。熔化能力为3000kg500Hz的感应炉,将3000kg迄今,已有众多关于铸铁切削性能的报道,铸铁材料熔化后,添加0.12%的Fe-Si母合金进行孕的切削性能之所以优于钢材,可以说是由于材料组育,并在湿砂型中铸造。其化学成分为:3.36C,织中的石墨被挤压到切削工具尖端部,作为塑性滑227S,i0.49Mn,0.041P,0.026S(质量分数%),基动的润滑剂发挥了作用。另外,灰口铸铁中在刀具体组织是珠光体,石墨形态是均匀的A型石墨。尖端的石墨也加剧了裂纹的扩展,这也是提高铸

3、铁试样尺寸为直径
44mm,长度305mm(其中50切削性能的重要原因。mm是加工的夹持部位),以及直径
25mm,长150因此,通常灰口铸铁的切削性能取决于(可理mm的圆棒材,该材料中采集了超声波传播速度测解为)石墨形态及基体组织改变的结果。但是,在定用试样、拉伸试样、硬度测定试样、组织观察试样、生产现场,哪怕是在同一条件下,石墨形态及基体组切削试样。织并无差异的灰口铸铁,也可见到切削性能明显不1.2消除应力退火及自然时效处理同的现象,目前关于其原因尚不清楚。消除应力退火是将试样加工成适当形状之后,另一方面,消除应力退火可不改变铸铁中的石放入密闭

4、的铸铁容器中,插入热电偶,在与马弗炉中墨形态及基体组织。利用该工艺可以防止铸造时出进行热处理。使保温温度按823K,873K,923K现因残余应力引起加工变形的情况。但还未见到有(550,600,650)改变保温时间按1.8ks,3.6关消除应力退火与切削性能的关系的研究报告。此ks,7.2ks,10.8ks,18ks,36ks改变。图1表示这时外,作为减轻残余应力,防止加工变形的处理,历来的热处理循环情况。多采用长时间放置的时效处理法。不过,也未看到另外,对铸态(未加工铸件)材料进行了自然时7时效处理与切削性能关系的研究报道。尽管人们也效处理。放置

5、在室外的时间为3!10s(1a)。经在对超声波传播速度与铸铁组织的关系进行各种调历了当地(山梨县南巨摩郡)的四季最低、最高气查,不过还未看到超声波传播速度与时效处理关系温,也就是263K~306K(-10~+33)。的报道。1.3超声波传播速度的测定因此,本文对铸铁包括时效处理在内的各种热超声波传播速度的测定采用了ND测试仪-3处理,就材料组织与机械性能、超声波传播速度与切(日下稀有金属研究所制),它组合了超声波探伤仪削性能间的关系进行了探讨。与磁尺的特性,可以同时测定长度与传播时间,运算
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国外机车车辆工艺2007年7月932.

6、9m,1554.8m制成新的试样,取开始试验时的直径为40mm,减少了由于直径的减少而产生的切削速度的差异。2试验结果2.1消除应力退火及自然时效处理引起的显微组织变化图2为铸态与消除应力退火及自然时效试样的显微组织。在自然时效处理及保温温度823K时,图1消除应力退火热处理循环没有观察到其组织的变化。在保温温度873K,保温并显示出速度。探头为垂直纵波,公称频率5MHz时间达到7.2ks时,没有看到有组织变化,不过,如(G5KB型),接触介质相当于JISK2283,粘度为32时间达到10.8ks以上,则随着保温时间的延长,珠的机油。用标准试样

7、(长度60mm,直径40mm,通光体减少,同时,铁素体增加。当保温温度达到过时间10.120
s,超声波传播速度5928m/s,材923K时,在保温3.6ks后出现铁素体,7.2ks后,铁质:钢)进行了校正测定。素体急剧增加,开始出现晶界等,基本成为完全的退试样加工成直径
20mm,长度30mm的圆柱形火组织。后,用400号金刚砂纸精密研磨了测定面及底面。2.2拉伸特性及硬度超声波传播速度,即使是同样的熔化材料,也由图3为拉伸强度与消除应力退火时间的关系;于试样的石墨形态及基体组织不同而有差异,热处图4为硬度与消除应力退火时间的关系。保温温度理前后

8、,测定同一试样的同一部位,求出了超声波传在823K时,保温时间对拉伸强度并无影响,大体呈播速度差(V=处理