碳当量和硅碳比对灰铸铁力学性能的影响.pdf

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1、Dec．2014VOI．63NO．12铸造FOUNDRY·1287·碳当量和硅碳比对灰铸铁力学性能的影响齐笑冰，董峰，王鹏华，李海兰(沈阳铸造研究所，辽宁沈阳110022)摘要：研究了碳当量为3．55％、3．65％、3．75％、3．85％条件下，硅碳比对非合金灰铸铁组织和力学性能的影响。结果表明：碳当量较低时，硅碳比对非合金灰铸铁的力学性能影响较大。非合金灰铸铁在低碳当量、高硅碳比条件下，可以获得高强度、高模量。关键词：碳当量；硅碳比；灰铸铁；力学性能中图分类号：TGl46文献标识码：A文章编号：lool-

2、4977(2014)12—1287—03E仟ectOfCarbOnEquiVaIentandS¨icOn-CarbOnRatiOOntheMeChaniCalPrOpertieSOfGrayCaStIrOnQIXiao．bing，DONGFeng，WANGPeng-hua，LIHai—lan(ShenyangResearchmstituteofFoundry，Shenyang1l0022，Liaoning，China)Abs岫lct：Theefrectofsilicon—carbonratioonmicro

3、stmctureandmechanicalpmpeniesofnon—alloyed伊aycastwithcarbonequiⅦlentof3．55％，3．65％，3．75％，3．85％．Theresultsshowthattheefrectofsilicon—carbonratioonthemechanicalpropertiesofunalloyedgraycastironisgreatwithlowercarbonequiValent．Thehi曲stren舀handhigllmodulusofuna

4、lloyed伊aycastimnwereobtainedwithlowercarbonequiValentandhigh—silicon—carbonratio．硒rwords：carbonequiValent；silicon·carbonratio；grayiron；mechanicalpropeny灰铸铁是重要的工程材料，在机床、汽车、压缩机等行业得到了广泛应用。近年来，随着各行业的技术进步，对基础铸件的质量要求也越来越高。以机床行业为例，铸件不但要有高的强度，还要满足高的弹性模量、优良的尺寸稳定性、低

5、应力和良好的减震性等。高碳当量、高强度灰铸铁成为灰铸铁的发展方向【”。通常采用低碳当量的方法来提高灰铸铁的强度，但却引发了铸造缺陷和铸件废品率大大增加【2】。如何在高碳当量条件下，得到高强度就成为近年来研究的热点。碳当量和硅碳比都是影响灰铸铁力学性能和铸件内在质量的重要参数。非合金化灰铸铁是灰铸铁生产的基础。因此，本研究在生产条件下，探讨不同碳当量及不同硅碳比对非合金化灰铸铁组织和力学性能的影响，探讨高碳当量、高强度灰铸铁的生产途径。1试验方法本试验以HT300为目标，为使试验具有代表性，全部试验工作均在某

6、专业生产机床和压缩机铸件的专业铸造厂进行，使用工厂日常生产使用的原材料，由车间生产工人正常造型、熔炼和浇注作业。试验条件和试验方法如下。炉料：本溪生铁z18，市售优质废钢，市售优质废机铁和本厂回炉料，FeSi75。孕育剂：FeSi75。铁液熔炼和孕育处理：按正常生产配料(约30％～40％回炉铁，5％～30％废钢)，用容量为160kg的中频电炉熔炼，每炉熔炼150kg，出炉温度1460～1480℃，分2次出炉。采用Fesi75进行孕育处理，总孕育量为0．7％(其中0．6％用于包内冲入孕育，0．1％用于随流孕育

7、)。炉前采用直读光谱仪控制原铁液化学成分。试样浇注：采用树脂砂造型，按《灰铸铁件》(GB厂r9439—2010)规定浇注拉伸试样，同时浇注应力框试样。力学性能试验：抗拉强度和弹性模量在同一试样上测试，所用设备为DDL300型电子万能试验机，按GB／T9439—2010规定采用多30mm试样。弹性模量测试按《金属材料弹性模量和泊松比试验方法》(GB厂r22315—2008)规定执行，每组测试3根试样，取其算数平均值。布氏硬度试样用拉伸试样料头加工制成，尺寸为咖30mm×20mm，测试数量与拉伸试样基金项目：国

8、家“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项项目(2012zx04010031)。收稿日期：2014-09一15收到初稿，2014—10一18收到修订稿。作者简介：齐笑冰(1962一)，男，研究员，主要从事铸铁和铜合金材料研究。E-mail：qxbl@sina．com·1288·FOUNDRYDec．2014VOI．63NO．12相同，取其算数平均值。金相检测在布氏硬度试样上进行。2试验结果和分析2．1碳当量和硅