新型高強合金孕育劑對灰鑄鐵強化機制的研究- .pdf

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1、I～ton-li眥quidI鐵液處理新型高強合金孕育劑對灰鑄鐵強化機制的研究李孝艷，喬進國，彭業(yè)密，孫帆摘要：研究了新型高強合金孕育劑對WP12氣缸體力學(xué)性能及金相組織的影響。同時對比分析不同合金化工藝的WPl2氣缸體的力學(xué)性能。試驗結(jié)果表明，高強合金孕育劑加入量達到0．5％時效果最佳，石墨形態(tài)均勻，珠光體片間距細小，WP12氣缸體本體抗拉強度最高，較(Cu—Cr．Ni—Sn)合金化工藝穩(wěn)定提高30MPa?；诣T鐵與其他合金鑄鐵相比級，珠光體含量≥98％，鑄件學(xué)成分如表1所示。高強合金孕具有熔點低、充型性好、成

2、形過本體抗拉強度≥220MPa。由于育劑、鉻鐵及錫粒在爐前隨流加程簡單以及成本低廉，同時具有WP12氣缸體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且取樣入澆包內(nèi)，高強合金孕育劑加入耐熱、耐磨及良好的減振性，被位置壁厚49mm左右，屬于高強量分別為0．3％、0．4％、0．5％、廣泛用于發(fā)動機上。隨著汽車工度薄壁復(fù)雜鑄件，連續(xù)生產(chǎn)中鑄0．6％，根據(jù)硅含量要求補充相應(yīng)業(yè)的不斷發(fā)展，發(fā)動機對功率的件本體性能不穩(wěn)定，當鐵液碳當?shù)墓桎^孕育劑，滿足試驗的鑄件要求不斷提高，發(fā)動機的爆發(fā)壓量達到3．9％以上時，采用現(xiàn)有硅含量一致，并在澆包內(nèi)加入電力越來越高

3、，因此對發(fā)動機上重Cu—Cr—Ni—Sn合金化工藝的WP12解銅進行合金化處理，鑄件澆注要鑄件氣缸體提出更高的使用性氣缸體本體金相組織石墨片長僅溫度1400～1410℃，每組澆注兩能和工藝性能要求，要求在高碳能達到3級，抗拉強度僅能達到臺。高強合金孕育劑從長春南湖當量條件下，具有高強度和良好200MPa，無法滿足技術(shù)要求。爐料有限公司購買，其化學(xué)成分的可加工性。隨著我公司歐V、圖1為WP12氣缸體。如表2所示。Ⅵ發(fā)動機的不斷推出，對灰鑄鐵用SPECTROMAXx直讀2．試驗方法及過程件性能提出更高的要求，提高

4、灰光譜儀分析鐵液化學(xué)成分，采用沖天爐和工頻感應(yīng)電爐鑄鐵的強度成為我們追求的主要雙聯(lián)熔煉，沖天爐用于熔化鐵目標。而提高灰鑄鐵強度是通過液，感應(yīng)電爐用于保溫和調(diào)質(zhì)?？刂剖螒B(tài)及基體組織的方法沖天爐出鐵溫度1500～1530~，達到的，因此我們希望通過提高電爐保溫溫度1430～1460℃。孕育效果并結(jié)合合金化處理達到爐前處理試驗用新型高強合金孕預(yù)期要求。本文研究了新型高強育劑加Cu—Cr—Sn合金化工藝。試合金孕育劑對灰鑄鐵WP12氣缸驗過程中采用同一爐鐵液，其化圖1WP12氣缸體體力學(xué)性能及金相組織的影響。1．

5、背景表1原鐵液化學(xué)成分(質(zhì)量分數(shù))(％)我公司生產(chǎn)的WP12氣缸體CSifMnfSP3_30～3-351．5～l·7【0．6～0-7【≤0·1≤0．O6技術(shù)要求：A型石墨片長4～618參藹工Inron-l。imquidI鐵液處理比較。由表4可看出，隨高強合化石墨和共晶團。②增加基體4．高強合金孕育劑的作用金孕育劑加入量的增加，鑄件本中珠光體的含量，并使珠光體的機理體抗拉強度提高，硬度相應(yīng)提高片間距細化。③提高滲碳體的熱高強合金孕育劑中含稀土元(在技術(shù)要求范圍內(nèi))。當孕育穩(wěn)定性，防止珠光體在高溫下分素Ce，其孕

6、育機理一般認為是由劑加入量為0．5％時，鑄件抗拉解。④生成碳化物或含合金元素于稀土元素和鐵液中的S、0反強度達：~IJ245MPa，相同條件下的硬化相。圖6為各種常用合金應(yīng)生成稀土硫化物、氧化物和氮Cu—Cr—Ni—Sn合金化工藝的WP12元素與灰鑄鐵抗拉強度之間的關(guān)化物微粒，這些微?？勺鳛槭珰飧左w本體抗拉強度下瓦口為系，由圖可見，灰鑄鐵中加入少的形核基底，由于這些微粒的熔210MPa，高強合金孕育劑工藝量的釩即可顯著提高鑄件性能。點高于鐵液溫度，因此，稀土孕鑄件性能提高30MPa以上。當孕育劑加入量為0．

7、6％時，加入量過高，孕育劑量過剩，會對鐵液產(chǎn)八Bd魁隈輯憾生不良影響(降低鐵液溫度，形22222成鑄件夾渣缺陷等)，導(dǎo)致鑄件∞∞∞加∞＼／＼、^力學(xué)性能下降。7一、JJ

8、j＼＼／對比分析不同爐前處理的WP12氣缸體抗拉強度趨勢(如i(Cu一高孕強育合劑金工化藝(Cu—工C卜藝Nj～Sn)圖5所示)，發(fā)現(xiàn)采用(Cu—Cr—517l92l232527293樣品數(shù)Mo—Sn)合金化工藝和0．5％高強合金孕育工藝的WP12氣缸體本——WPI2氣缸體抗拉強度——強度下限體抗拉強度較(Cu—Cr—Ni-Sn)圖5不同合金

9、化處理的WP12氣缸體抗拉強度趨勢合金化工藝的高，但采用(Cu—Cr—Mo—Sn)合金化工藝的鑄件抗拉強度雖然高，但波動較大，影響鑄件的可加工性，而采用高強合金孕育劑的鑄件抗拉強度波動小，所以采用高強合金孕育劑能夠穩(wěn)定提高鑄件本體力學(xué)性能。高強合金孕育劑工藝較Cu—Cr-元素加入量(％)Ni—Sn合金化工藝的區(qū)別在于應(yīng)用圖6合金元素對灰鑄鐵抗拉強度的影響中去掉了合金Ni，但高強合金孕育劑中釩的強化作