半固態(tài)高鉻鑄鐵組織及性能研究

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1、士／=i明本人鄭重聲明：所呈交的學位論文，是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，獨立進行研究所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的科研成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本聲明的法律責任由本人承擔。作者簽名：堡主塵絲日期：筮生!笸：蘭關(guān)于學位論文使用權(quán)的說明本人完全了解太原科技大學有關(guān)保管、使用學位論文的規(guī)定，其中包括：①學校有權(quán)保管、并向有關(guān)部門送交學位論文的原件、復(fù)印件與電子版；②學?？梢圆捎糜坝?、縮印或其它復(fù)制手段復(fù)制并保存學位論文；③學?？稍试S學位論文被查閱或借閱；④學?？梢詫W術(shù)交流為目的

2、，復(fù)制贈送和交換學位論文；⑤學?？梢怨紝W位論文的全部或部分內(nèi)容(保密學位論文在解密后遵守此規(guī)定)。作者簽名：乏支塵絲日期：凌么翌．笸，蘭導(dǎo)師簽名：邊幺逝紅日期壓么!』，匕L■，-一I摘要中文摘要金屬半固態(tài)成形技術(shù)是上世紀70年代丌始興起的一門新興的成形技術(shù)。隨著人們對半固態(tài)成形技術(shù)認識的加深及對其成形規(guī)律的研究。半固態(tài)成形技術(shù)在輕金屬低熔點合金中得到了很好的商業(yè)應(yīng)用，然而對高熔點的鋼鐵材料半固態(tài)成形工藝的研究尚處于起步階段。本文以高熔點的高鉻鑄鐵為研究對象，采用電磁攪拌的方法制備了半固態(tài)高鉻鑄鐵坯料，研究了半固態(tài)成形制備的坯料和鑄態(tài)高鉻鑄鐵微觀組織、力學性能，探索

3、出一種制備高性能半固態(tài)高鉻鑄鐵坯料的工方法，為高鉻鑄鐵半固態(tài)成形技術(shù)的進一步發(fā)展提供理論和試驗基礎(chǔ)，加快半固態(tài)成形技術(shù)在高熔點材料領(lǐng)域的商業(yè)應(yīng)用。試驗中以攪拌時間和影響電磁攪拌程度主要因素的電壓作為處理工藝參數(shù)變量，采用對比試驗的方法，分別設(shè)置了輸入電壓為160v、180v、200v，攪拌時間為75s、90s、120s，研究了工藝參數(shù)對高鉻鑄鐵組織性能的影響。試驗結(jié)果表明：使用電磁攪拌制備高鉻鑄鐵半固態(tài)坯料組織是有效的，可行的；高鉻鑄鐵初生奧氏體由傳統(tǒng)鑄態(tài)下的粗大樹枝晶轉(zhuǎn)變?yōu)樗N薇狀及近球狀；平均等效直徑大幅度下降，平均等效直徑為49．9um，最高下降幅度為67．6％

4、，晶粒細化效果極其明顯，細化程度及分布都比較均勻；形狀因子也有了大幅度的提升，平均形狀因子為0．709，最大提高幅度為83．2％，晶粒趨于橢圓、近球狀；在同一輸入電壓下，初生奧氏體品粒等效直徑隨著攪拌時間的增加在不斷減小，其形狀因子在不斷上升，當攪拌時間達到某一數(shù)值后，其等效直徑和形狀因子趨于穩(wěn)定；在不同輸入電壓F，初生奧氏體的等效直徑隨著輸入電壓的升高先降低而后略微上升，形狀因子不斷的提升后略微下降，表明輸入電壓并非越高越好，當其達到一定數(shù)值后，高鉻鑄鐵組織變化趨于穩(wěn)定，電磁攪拌對高鉻鑄鐵組織影響力下降；半同念高鉻鑄鐵試樣的力學性能也有了大幅度提高，同一輸入電壓下

5、，半固態(tài)高鉻鑄鐵試樣硬度隨攪拌時間先升后降，韌性變化小大，在同一攪拌時間下，半固態(tài)高鉻鑄鐵試樣也有類似的變化趨勢；磁場對高鉻鑄鐵凝固曲線有散熱、加熱兩個方面的影響，隨著輸入電壓的不同，這兩方面影響的主導(dǎo)地位不同，就得到不同的凝固曲線。本文還研究了經(jīng)同一熱處理T藝處理后組織性能。結(jié)果表明，經(jīng)過電磁攪拌處理后試樣的組織其殘余奧氏體及馬氏體組織更為明顯，其中馬氏體較為細小，二次碳化物分布彌散；材料性能有較大提高，未經(jīng)熱處理的半固態(tài)高鉻鑄鐵試樣較常規(guī)鑄造試樣及其熱處理后的性能都有提高。因此，在同等條件下，獲得同樣性能的高鉻鑄鐵試樣，半固態(tài)成形方法可以省去熱處理工藝，減少工業(yè)

6、生產(chǎn)中的工序和生產(chǎn)成本，有很大的商業(yè)應(yīng)用價值。半固態(tài)高鉻鑄鐵組織及性能研究在本試驗中，確定了使用電磁攪拌方法制備半固態(tài)高鉻鑄鐵的最佳工藝參數(shù)，即輸入電壓為180v，攪拌時間在90s左右，為高鉻鑄鐵的半固態(tài)成形技術(shù)的進一步研究奠定了基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：半固態(tài)成形技術(shù)；高鉻鑄鐵；電磁攪拌；力學性能；工藝參數(shù)ABSTRACTABSTRACTSemi—solidmetalformingisanewformingtechnologyontheriseofthe70s．Inrecentyears，ithadadeepunderstandingandshapingthelawofthe

7、Semi—solidforming．Semi—solidforminghadgotagoodcommercialapplicationsinthelowmeltingpointalloyandthelightmetal，butinthehighmeltingpointsemi—solidformingofsteelmaterials，theprocessisstillintheinitialstage．Inthispaper，thehighchromiumcastironwithhighmeltingpointwaschosenforthestudy，semi—