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亚共晶高铬铸铁二次加热组织演变及触变挤压充型性能研究

作　者: 蒋文明
导　师: 周荣
学　校: 昆明理工大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 亚共晶高铬铸铁倾斜板冷却体法二次加热先共晶奥氏体保温时间重熔温度
分类号: TG249.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 85次
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内容摘要

本文采用倾斜板冷却体法制备亚共晶高铬铸铁半固态坯料,并对半固态坯料进行二次加热,然后进行触变挤压充型。考察了保温时间和重熔温度对坯料在二次加热过程中组织演变的影响规律。研究了保温时间和重熔温度对坯料充型性能的影响,充型件的质量、组织,并对充型件力学性能进行了初步分析。半固态坯料在半固态区域保温过程中,先共晶奥氏体晶粒经历了由球化到合并长大的循环演变过程,且保温前期循环时间要短于后期,保温后期晶粒形貌恶化程度较前期严重。随着重熔温度的升高,奥氏体晶粒球化和合并长大的速度由快转慢,晶粒恶化程度逐渐变小。当重熔温度过高时,晶粒粗化严重,试样氧化严重,并发生流淌现象。铸态试样组织为发达的枝晶网络结构,当重熔温度较低时,即使延长保温时间,枝晶组织也难以球化。提高重熔温度及延长保温时间,枝晶组织才能够发生熔断,并开始球化,但球化效果不理想,且晶粒粗化严重。半固态坯料较铸态坯料具有较好的充型性能,铸态坯料难以充型。当重熔温度较低时,半固态坯料难以完全充型;提高重熔温度,当保温时间较短时,坯料难以充满整个模具型腔;延长保温时间,坯料能够充满整个型腔,且充型件表面质量较好。当重熔温度过高时,坯料充型性能很好,但充型件表面质量较差。流变充型件内部质量不致密,充型件中部存在较多的集中缩孔;触变充型件内部质量较好,但有些工艺参数下的试样上部存在一些裂纹和缩松。触变充型过程中,晶粒被压碎,使得晶粒较充型前得到显著细化。试样轴向由上部到下部,晶粒尺寸不断减小,其中上部存在大量粗枝晶,中部晶粒圆整度较高,且大小分布均匀。试样横向从边部到中部,晶粒略有长大,但变化不明显。随着保温时间的延长,充型件组织中的晶粒尺寸有所增大。触变充型件较致密,且充型件组织细小,较流变充型件具有较高的力学性能。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
第一章绪论  9-25
  1.1 半固态金属成形技术概述  9-19
    1.1.1 半固态金属加工概念  9-10
    1.1.2 金属半固态坯料制备方法  10-15
    1.1.3 半固态金属成形工艺  15-17
    1.1.4 半固态金属成形技术应用现状及发展方向  17-19
  1.2 二次加热概况  19-21
    1.2.1 二次加热技术及金属坯料应满足的要求  19-20
    1.2.2 二次加热技术发展方向  20-21
  1.3 高铬铸铁的应用及研究现状  21-22
  1.4 课题的提出及研究的意义  22-23
  1.5 本课题研究的主要内容  23-25
第二章触变充型试验材料和试验方法  25-35
  2.1 试验材料  25-27
  2.2 试验方法  27-32
    2.2.1 试验设备  27-30
    2.2.2 试验过程  30-32
  2.3 坯料金相组织观察与分析  32-35
    2.3.1 坯料金相试样制备  32
    2.3.1 坯料金相组织观察与分析  32-35
第三章亚共晶高铬铸铁坯料二次加热组织演变  35-53
  3.1 试验工艺方案  35-37
  3.2 二次加热对半固态组织的影响  37-47
    3.2.1 1300℃保温时半固态组织演变  37-39
    3.2.2 1330℃保温时半固态组织演变  39-41
    3.2.3 1360℃保温时半固态组织演变  41-43
    3.2.4 二次加热下半固态组织演变机理  43-46
    3.2.5 半固态坯料液淬与空冷组织比较  46-47
  3.3 二次加热对常规铸态组织的影响  47-50
    3.3.1 1300℃保温时铸态组织演变  47-48
    3.3.2 1330℃保温时铸态组织演变  48-49
    3.3.3 1360℃保温时铸态组织演变  49-50
  3.4 半固态和铸态二次加热组织演变比较  50-52
  3.5 小结  52-53
第四章亚共晶高铬铸铁触变挤压充型  53-71
  4.1 触变挤压充型模具设计  53-56
  4.2 触变挤压充型工艺参数  56-57
  4.3 试验结果  57-64
    4.3.1 半固态坯料1300℃充型结果  57
    4.3.2 半固态坯料1330℃充型结果  57-61
    4.3.3 半固态坯料1360℃充型结果  61-62
    4.3.4 铸态坯料充型结果  62-63
    4.3.5 半固态流变充型结果  63-64
  4.4 充型件内部质量  64-65
  4.5 充型件组织  65-69
  4.6 小结  69-71
第五章充型件的力学性能测试  71-85
  5.1 冲击韧性测试  71-74
    5.1.1 冲击韧性测试设备及方法  71
    5.1.2 试验结果  71-72
    5.1.3 结果分析  72-74
  5.2 硬度测试  74-76
    5.2.1 硬度测试设备及方法  74-75
    5.2.2 试验结果  75
    5.2.3 结果分析  75-76
  5.3 磨损性能测试  76-83
    5.3.1 磨损性能测试设备及方法  76-78
    5.3.2 试验结果  78
    5.3.3 结果分析  78-83
  5.4 小结  83-85
第六章结论  85-87
参考文献  87-92
致谢  92-93
附录  93

亚共晶高铬铸铁二次加热组织演变及触变挤压充型性能研究

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