Ni、Mn對(duì)低溫高韌性球墨鑄鐵組織和性能的影響.pdf

1、AthesissubmittedtoZhengzhouUhiVersityforthedegreeofMasterEllIectofNickelandManganeseonMicrostructureandMechnicalP陽perti懿ofLo驢TemperatlInHigh一’roughe鼴D眥tj№Ir蚰ByWeifengGeSupervisor：ProfYufuSunMaterialEngineeringSchoolofMat

2、erialsScienceandEngineeringMay2014摘要低溫高韌性球墨鑄鐵因在低溫環(huán)境中具備優(yōu)良的沖擊韌性，廣泛應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電行業(yè)生產(chǎn)風(fēng)電零部件。風(fēng)電零部件除了要滿足強(qiáng)度方面的要求，因其服役條件的特殊性對(duì)低溫沖擊韌性要求較高。本課題在QT40018AL球墨鑄鐵成分的基礎(chǔ)上，在球墨鑄鐵中加入O％～06％鎳和O15‰030％錳分別進(jìn)行兩組試驗(yàn)，探索鎳、錳加入量對(duì)低溫高韌性球墨鑄鐵組織及其性能的影響。研究結(jié)果顯示，鑄態(tài)下低溫高

3、韌性球墨鑄鐵的組織為鐵素體球狀石墨少量珠光體。試樣的石墨球球化等級(jí)為1～2級(jí)，石墨球大小等級(jí)為6～8級(jí)，鎳和錳對(duì)石墨的球化效果沒有影響。鑄態(tài)試樣隨著鎳、錳含量的增加，組織中珠光體含量增加。對(duì)各試樣采用相同的760℃6h低溫石墨化退火熱處理，加入0％～06％鎳試樣獲得全鐵素體基體組織，加入020％～O30％錳試樣組織中存在殘留珠光體。當(dāng)錳量一定時(shí)，隨著鎳含量的增加，試樣的布氏硬度和抗拉強(qiáng)度依次升高，延伸率依次降低。鑄態(tài)下各試樣的抗拉強(qiáng)度均

4、大于或等于400MPa，退火后只有O4％～O6％鎳試樣抗拉強(qiáng)度高于400MPa。各試樣斷后伸長率均在21％以上。在O～06％鎳含量范圍內(nèi)，退火態(tài)試樣的40℃低溫沖擊吸收功隨材料中鎳含量的增加而升高，鎳元素對(duì)球墨鑄鐵的低溫沖擊韌性產(chǎn)生了有利影響，沖擊斷口形貌由脆性斷裂特征向韌性斷裂特征轉(zhuǎn)變。錳含量保持015％不變，當(dāng)鎳為0562％時(shí)，退火態(tài)試樣基體為全鐵素體，硬度為149HBW，抗拉強(qiáng)度為4125MPa，斷后伸長率為23％，40℃低溫沖擊

5、吸收功為147J，綜合性能較好。當(dāng)鎳量一定時(shí)，隨著錳含量的增加，試樣的布氏硬度和抗拉強(qiáng)度依次升高，延伸率依次下降。各試樣的抗拉強(qiáng)度均在400MPa以上，退火態(tài)試樣斷后伸長率均大于23％，鑄態(tài)025‰030％錳含量試樣斷后伸長率低于18％。在015‰O3％錳含量范圍內(nèi)，鑄態(tài)試樣的低溫沖擊韌性隨錳含量增加發(fā)生明顯降低，退火態(tài)試樣的低溫沖擊吸收功均在14J以上，變化不大，錳元素對(duì)退火態(tài)試樣低溫沖擊性能的影響比較??；各試樣沖擊斷口均呈準(zhǔn)解理特征