铜对铸态高强度球墨铸铁性能的影响.pdf

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Dec.2011
Vol.60NO12
FOUNDRY
铜对铸态高强度球墨铸铁性能的影响
马晓丽,雷富军,刘俊英,王小红,堀江锆2
青海大学机械工程学院,青海西宁810016;2.日本岩手大学工学部,日本盛网020-8550
摘要:试验了一种在锛态下得到高服度畩墨特铁的方法。利用稀土约石化作用,再添加一定量的碳化物形成元素
锰、琮光你稳定化元素铜,使薄球墨铁不产生白ロ,基体组织为微细全珠光体,从面得刭高强度球墨铸铁。试验
结果表明:铜添加量为1.5%的Y型试萍,其抗拉强度超过900MPa,伸长率为4%左右;铜添加量为1.5%的西10mm试
,其抗拉强度接近1100MPa,伸长率为7%左右。
关縷词:高强度球墨铸铁;白口化倾向;珠光体
中图分类号:T6143.5文献标识码:A文查编号:1001-4977(2011)12-1245-04
Influence of Cu on Properties of High Strength Ductile Cast Iron
MA Xiao-i', LEI Fu-jun, LIU Jun-ying', WANG Xiao-hong', Hiroshi Horie.
1 School of Mechanical Eninern Qin hai Univ, Xinin 810016, Qinghai, China
2, Iwate University in Japan, Morioka T020-8550 Japan
Abstract: The high sen h thin walled ductile cast iron with n chill was produced by adding a
certain amount of carbide forming element Mn and pearlite stabilizing element Cu, and its structure
is all fine pearlite. The experimental results show that with 1. 5%Gu addition the Y-shape sample
has a tensile strength more than 900 Mpa and an elongation of about 4% while for the bar sample
of 010 mm, its tensile strength is close to1 100 Mpa and elongation is around 7%
Key words: high strength ductile cast iron; chilling tendency; pearlite
薄壁球墨铸铁件在生产中容易出现白口化倾向,情况下容易引起缩松和夹杂,一般认为共晶组织是最
而通过添加稀士元素(RB)对于薄壁球墨锛铁件的白好的。硅含量增加时,铁素体的量将增加,而珠光体
口化倾向有非常明显的抑制作用9。其主要理论依堀是减少,强度降低。锰具有一定的稳定珠光体的作用
通过添加与原铁液中硫(S)量相对应化学量的稀土元在生产珠光体球墨铸鉄时,可以利用锰稳定珠光体的
素,在鉄液中形成稀土硫化物,此硫化物作为石墨析作用消除铁素体组织,特别是消除石墨球周的铁素
出的核心,对石墨化起非常明显的促进作用。使薄壁体(牛眼)组织?。但是錳的添加量应适量,否则会出
球墨铸铁件的石墨球数增加,因此其白口化倾向被显现游离的渗碳体。虽然锰有稳定珠光体的作用,但其
著抑制。
作用也是有的,而较为有效地方法是添加铜。铜在
制备高强度球墨铸鉄一般有两种方法:一种是通共析转变时具有促进珠光体形成,减少或完全抑制铁
过热处理工艺,另一种是通过添加合金化元素在铸态下素体形成的作用。但铜元素容易在晶界偏析,形成不
直接获得珠光体球墨铸铁。高强度球鉄中有一种奥贝球规则石墨,其作用非常弱小,但也阻碍石墨球化。因
铁叫,它必须利用等温沵火得到,这种铸铁具有非常优此,通过添加这些元素来提高球铁强度,但过量添加
异的强韧性,但切削性能差。另外,为了获得贝氏体组会带来碳化物生成元素的原有性质一促进白口化,
织,需要热处理,因而使成本增加。因此,本研究通过进一步阻碍石墨球化,反而给材质带来不利影响。基
添加元素控制组织,使得在铸态下得到高强度球墨铸于以上考虑,本试验为了提高球铁抗拉强度;将硅锰
铁。当铸铁的组织为微细的珠光体组织时,其强度会提及铜的添加量按设计成分(表1)进行试验,以得到铸
高,为了得到细的珠光体组织,有研究认为,深加态高强度球墨铸铁。
碳化物生成元素Mn及珠光体稳定元素Cu是有益的。
生产球墨铸铁时,必领考虑各种元素的影响,碳1试验方法
在亚共晶的情况下容易引起针孔和缩松,在过共晶的
试验原材料用生铁、Fe-M加、铜线等,采用10Hz,
收稿日期:2011-09-16收到初痛,201-10-20收到修订荷
作者简介:马晓丽(1986-),女,倾十生,主要从事金属材料加工研究。E-mail:77xiaoli(@163.comn
通讯作者:雷宮军,男,教授,E-mail:lei5129@163.om