镍生铁对灰铸铁组织与性能的影响研究

摘要

灰铸铁凭借其优良的铸造性能、耐磨性、导热性、减震性等性能，被广泛的应用到实际的生产中，例如汽车刹车盘、刹车鼓的生产基本上都是使用的灰铸铁材料。但是，灰铸铁件的力学性能相对较差。目前，人们为了提高灰铸铁的力学性能常用的方法是添加合金元素。但是，近年来合金元素的价格不断的飙升。添加合金元素，势必会带来成本的增加。
　　镍生铁中的低镍生铁是指含有少量镍（1.6％-1.8%）、铬（2%-3%）的一类生铁，它与普通的生铁冶炼方法相似，价格比市面上的普通生铁稍高。本课题以低镍生铁为原材料中的一种，与普通原生铁以及废钢等进行配料来生产灰铸铁件。对灰铸铁试样的力学性能、金相组织、内应力等检测分析，得出以下结论。
　　力学性能方面：随着镍生铁比例的增加（镍、铬含量的增加），抗拉强度呈现出先增加后下降的趋势，硬度呈现出一直上升的趋势。当碳含量为3.4%时，铬含量为0.4%（镍生铁比例为12%）时，力学性能最佳，强度为212MPa,硬度为205HB；当碳含量为3.6%时，铬含量为0.5%（镍生铁比例为14.9%）时，力学性能最佳，强度为204MPa，硬度为198HB；当碳含量为3.8%时，铬含量为0.7%(镍生铁比例为20.8%)时，力学性能最佳，强度为195MPa，硬度为204HB。
　　显微组织方面：随着镍生铁比例（镍、铬含量）的增加，组织中的石墨形态由粗大的A型石墨逐渐的变为细小的A型石墨，基体组织中珠光体逐渐增多，但是随着镍生铁比例（镍、铬含量）的超过一定范围时，开始有 D型石墨出现并逐渐增加，基体中开始有自由渗碳体出现并逐渐增加。当碳含量为3.4%时，铬含量为0.4%（镍生铁比例12%）时，石墨形态及基体组织最为理想。当碳含量为3.6%时，铬含量为0.5%（镍生铁比例为14.9%）时，石墨形态及集体组织最为理想。当碳含量为3.8%，铬含量为0.6%（镍生铁比例为17.9%），石墨形态及基体组织最为理想。
　　内应力方面：通过对3大组试样的组织中的内应力检测得出，随着镍生铁比例（镍、铬含量）的增加，组织中的内应力基本呈现出了一直增加的趋势。
　　实际应用方面：镍生铁在生产SG20材质以及HCCM材质的刹车盘中得到了应用，力学性能、石墨形态、基体组织均能满足材质要求并且节约成本，取得了不错的效果。
　　实验结果表明，镍生铁的应用一方面能够促进灰铸铁性能的提升；另一方面，又能够降低生产成本，因此，镍生铁在灰铸铁的熔炼中的应用具有很高的经济效益。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 选题意义

1.2 国内外研究现状

1.3 提高灰铸铁力学性能的措施

1.4 课题研究目的及内容

第2章 实验内容及方法

2.1 灰铸铁试样的制备过程

2.2 试验方法

2.3 实验方案图示

第3章 镍生铁对灰铸铁组织性能的影响

3.1 实验工艺参数

3.2 化学成分的检测和分析

3.3 白口倾向分析

3.4 力学性能检测与分析

3.5 金相组织观察与分析

3.6 组织中内应力的检测与分析

3.7 本章小结

第4章 镍生铁在灰铸铁刹车盘生产中的应用

4.1 镍生铁在SG20材质刹车盘中的应用

4.2 镍生铁在HCCM材质刹车盘中的应用

4.3 本章小结

结论

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果