合金化与热处理对合成蠕墨铸铁组织与力学性能的影响开题报告

 2022-01-09 18:50:28

全文总字数:5306字

1. 研究目的与意义(文献综述)

蠕墨铸铁是一种以蠕虫状为主,兼有少量球状石墨存在于不同比例的铁素体与珠光体基体中铸铁材料,这导致其有良好的综合性能,不但具有较高的强度与韧性,同时具有优良的物理性能,是一种较为特殊的铸造材质。目前,在大型柴油发动机的气缸体、汽缸盖、排气管、活塞环,重卡汽车的制动鼓、制动盘及玻璃磨具方面有广泛的应用[1-3]

长期以来,生产蠕墨铸铁的原材料以普通铸造生铁为主,其中含有的粗大石墨具有遗传性,使得蠕铁铸件石墨数量少且不规则,且s、p等杂质含量较高,严重影响力学性能。 而采用废钢替代部分价格不断上涨的生铁,可以降低成本,实现废钢的综合利用。此外,适当的热处理也是提高铸铁性能的有效手段。因此,利用废钢增碳技术,辅以高纯生铁,通过合理的蠕化、孕育处理,热处理制备力学性能和材质均匀性更好的合成蠕墨铸铁具有重要意义。

在蠕墨铸铁中添加适量的合金元素,不仅能够提高珠光体含量,同时由于合金的强化作用可以提高其高温稳定性,进而提高了材料的综合性能[4];但也可能带来其他不利的影响,为了搞清楚合金元素在蠕墨铸铁中的作用,国内外相关学者围绕合金元素对蠕铁的影响展开了深入的研究,通过合金元素(cu、mo、cr、sn、v、稀土等)的单一添加或者多种合金复合添加来获得实际生产需要的高性能蠕墨铸铁[5-10]

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2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

合成蠕墨铸铁,其硫、磷含量及杂质较少,消除了普通铸造生铁原料遗传性的不良影响,可获得更好的力学性能。加之采用废钢替代生铁,所以成本更低,而且实现了废钢的综合利用。添加cu、sn、cr等合金元素对蠕墨铸铁合金化,可以提高其力学性能,采用等温淬火、正火等热处理也可以大幅提升其力学性能。因此,本课题采用合金化和热处理提高合成蠕墨铸铁的力学性能,研究合金元素与热处理工艺对蠕墨铸铁组织与性能的影响。

设计(论文)主要内容:

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3. 研究计划与安排

第1-5周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告;

第6-9周:按照研究方案,制备不同条件下所需要的蠕墨铸铁试样;

第10-13周:完成试样的金相观察,组织分析,元素分布分析和各项力学性能的测试;

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]stefanescu d m,alonse g,larraaga p,et al. on the crystallization of graphite from liquid iron-carbon-silicon melts[j].acta materialia,2016,107:102-126.

[2]sugwon k,cockcroft s l,omran a m,et al. mechanical,wear and heat exposure properties of compacted graphite cast iron atelevated temperatures[j].journal of alloys and compounds,2009,487:253 -257.

[3]ma z j,tao d,yang z,et al. the effect of vermicularity on the thermal conductivity of vermicular graphite cast iron[j].materialsand design,2016,93:418-422.

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