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改善发动机铸件断面均匀性研究（615机体）

作　者: 许景峰
导　师: 杨华；田普昌
学　校: 山东大学
专　业: 材料工程
关键词: 气缸体冲天炉铜合金化孕育剂孕育处理
分类号: TG24
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本文在生产条件下通过实验研究了冲天炉熔炼、铜合金化、孕育处理对WD615柴油机气缸体显微组织、力学性能和断面敏感性的影响。实验研究结果表明在碳当量相当的情况下,降低生铁加入量,组织中初析奥氏体数量增多,加固了铸件基体,石墨量减少,减轻了片状石墨对金属机体的切割作用,硅元素在基体中的固溶量增加,强化了珠光体中的铁素体,因此可以提高铸件抗拉强度。当冲天炉生铁加入量由45%降低到21%,阶梯试块硬度差值由48HB降低到36HB,抗拉强度由280MPa提高到300MPa。铜元素能够降低奥氏体转变的临界温度,细化并增加铸件基体组织珠光体含量。由于生产中铁水中有一定量的Cr、Sn元素存在,铜的加入量的改变对铸件基体组织的珠光体含量未产生明显影响。但是铜含量由0.2%增加至0.5%,基体组织中珠光体片间距得到明显细化,单铸试棒抗拉强度由285MPa提高至310MPa。而铜对细化珠光体的作用是有限的,当铜含量增加至0.5%时,珠光体片间距不在发生明显变化,抗拉强度略有降低,这可能是铜元素偏析于共晶团晶界,增加了晶界脆性,削弱强度的缘故。另外铜的加入能够改善铸件断面敏感性,当阶梯试块中铜含量由0%增加至0.5%时,最厚断面与最薄断面之间的硬度差由55HB降至26HB,降幅超过50%。选用75硅铁孕育容易衰退,铸件石墨形态差,抗拉强度低；采用硅钡孕育剂,能改善铸件石墨形态,提高抗拉强度：当选用综合孕育剂孕育效果最佳；选用稀土类孕育剂,可以有效中和铅等杂质元素对灰铸铁片状石墨的有害影响。但由于冲天炉熔炼选用优质工业废钢,稀土类孕育剂孕育效果不如综合孕育剂,试样断面敏感性与铸件性能基本相同,选用综合孕育剂孕育效果最好。生产实践表明孕育剂的加入方式和加入时间直接影响孕育剂的吸收状况,而孕育剂的吸收状态对铸件性能有决定性的影响。实验证明孕育剂直接加入包底,不利于孕育剂的吸收,铸件石墨形态差,抗拉强度低；采用出铁随流孕育能够提高材料吸收,改善铸件石墨形态,提高抗拉强度。当出铁1/3后开始加入,加入时间为25s时,孕育效果最佳；当继续延长加入时间至35s时,后期加入孕育剂漂浮在铁水表面,不利于吸收,降低了铸件性能。铸件断面敏感性与抗拉强度值相同,当出铁1/3后开始加入,加入时间为25s时,孕育效果最佳,阶梯试块1#与4#差值由38HB降低到26HB。

全文目录

摘要  8-10
ABSTRACT  10-12
第一章绪论  12-33
  1.1 灰铸铁气缸体材料的发展  12-14
    1.1.1 气缸体材料要求  12-13
    1.1.2 灰铸铁气缸体材料  13-14
  1.2 灰铸铁的组织和几种合金元素的影响  14-28
    1.2.1 灰铸铁的组织和合金元素的影响  14-18
    1.2.2 国内外灰铸铁缸体生产中材质的选择  18-28
  1.3 WD615气缸体简介  28-32
    1.3.1 WD615气缸体结构  28-29
    1.3.2 WD615气缸体材质要求  29-32
  1.4 选题的目的和意义  32-33
第二章实验方法  33-39
  2.1 生产工艺及实验设备  33
  2.2 熔炼原辅材料  33
  2.3 试验  33-38
    2.3.1 熔炼工艺  34-37
    2.3.2 试样检测  37-38
  2.4 本章小结  38-39
第三章冲天炉生铁不同加入量对WD615气缸体断面均匀性的影响  39-46
  3.1 铸铁熔炼中碳和硅含量的调节  39-40
    3.1.1 碳量的调节  39
    3.1.2 硅量的调节  39-40
  3.2 不同生铁加入量对铸件显微组织和力学性能的影响  40
  3.3 实验  40
  3.4 实验结果分析  40-45
    3.4.1 金相分析  40-44
    3.4.2 力学性能及硬度差值分析  44-45
  3.5 本章小结  45-46
第四章 SI/C比、MN/S比及CU、SN等合金元素的加入量对气缸体断面均匀性的影响  46-53
  4.1 实验  46
  4.2 实验结果分析  46-52
    4.2.1 金相分析  46-49
    4.2.2 力学性能分析  49-50
    4.2.3 断面敏感性分析  50-52
  4.3 本章小结  52-53
第五章不同孕育剂对气缸体组织和断面敏感性的影响  53-57
  5.1 实验  53
  5.2 结果分析  53-56
    5.2.1 金相分析  53-55
    5.2.2 力学性能及断面敏感性分析  55-56
  5.3 本章小结  56-57
第六章孕育处理方法对气缸体断面均匀性的影响  57-61
  6.1 实验  57
  6.2 结果分析  57-60
    6.2.1 金相分析  57-58
    6.2.2 力学性能与断面敏感性分析  58-60
  6.3 本章小结  60-61
第七章结论  61-62
参考文献  62-65
致谢  65-66
附录  66-67
学位论文评阅及答辩情况表  67

改善发动机铸件断面均匀性研究（615机体）

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