懸浮鑄造對高鉻白口鑄鐵力學(xué)性能的影響對沖擊韌性和硬度的影響本次實驗所測量的力學(xué)性能指標(biāo)主要有沖擊韌性、硬度和抗磨性能。硬度值在HR-150洛氏硬度計上測試,沖擊韌性值在JB-301擺錘式?jīng)_擊試驗機上測試。測試結(jié)果。
可以看出,當(dāng)不加懸浮劑時,高鉻白口鑄鐵的沖擊韌性較低,隨著懸浮劑加入量的增加,其沖擊韌性也不斷增加,當(dāng)懸浮劑加入量為1.5%時,其沖擊韌性最高,比原來提高約20%-30%,繼續(xù)增加懸浮劑則沖擊韌性下降。這主要是因為過多的懸浮劑會對組織造成惡化所致。以上結(jié)果充分說明了碳化物形貌對沖擊韌性的影響十分明顯。
懸浮劑對硬度的影響雖然有一定的趨向性,但效果并不明顯。這主要是因為懸浮劑的加入只是改變了組織中碳化物的生長方式和晶核數(shù)量,使碳化物從原來的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)變成了粒狀結(jié)構(gòu),而并沒有改變其組成和基體的性質(zhì),所以硬度變化不大。
對抗磨性能的影響我們用自制的橡膠輪磨料磨損試驗機對不同懸浮劑加入量的高鉻白口鑄鐵試樣的抗磨性進行了試驗,試樣由沖擊試驗以后的試塊制成,尺寸為20mm@20mm@(30-50)mm,試驗前將摩擦面磨平,采用載荷為650g,磨料為70目的石英砂。標(biāo)樣為45鋼。每個方案號取二個試樣,每個試樣磨三次,取共同平均值。試驗結(jié)果。
分析與討論許多資料的研究分析表明,高鉻白口鑄鐵組織中共晶碳化物的形式為M3C型和M7C3型<3>,他們是典型的連續(xù)網(wǎng)狀或斷續(xù)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。在普通鑄造條件下,液態(tài)金屬在結(jié)晶時首先析出大量的初生奧氏體,待長大到一定尺寸后,碳化物才在其邊界析出。由于凝固速度較慢,生長空間較小,再加上初生奧氏體的擠壓,這些碳化物只能在奧氏體界面之間延續(xù)生長,最終連接成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。從和可以清楚的看到這種現(xiàn)象。
當(dāng)采用懸浮鑄造時,金屬微粒在整個液態(tài)金屬中造成了大量的局部過冷區(qū),改變了合金的凝固方式,同時這些金屬微粒懸浮于鐵液中,成為碳化物析出的晶核,大大增加了碳化物的晶核數(shù)量,造成了有利于等軸晶的生長條件<4>,結(jié)果便形成了粒狀的碳化物,改變了原來的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),降低了對基體的割裂作用,提高了高鉻白口鑄鐵的力學(xué)性能。但懸浮劑加入量不宜太多,否則過多的碳化物數(shù)量則會嚴(yán)重影響其性能。
結(jié)論懸浮鑄造可以有效的改善高鉻白口鑄鐵的組織特征,獲得細小的、分布比較均勻的粒狀碳化物,提高高鉻白口鑄鐵的鑄態(tài)力學(xué)性能,沖擊韌性提高約20%-30%,抗磨性能提高20%.