稀土合金變質對高碳當量灰鑄鐵組織與性能的影響.pdf

1、高碳當量灰鑄鐵一般是指碳當量在共晶點附近的一類鑄鐵。此類鑄鐵具有良好的鑄造性和減磨性，同時，與其它合金相比具有充型和加工容易、生產設施和成型過程簡單以及成本低廉等優(yōu)越性。因此，高碳當量灰鑄鐵在汽車上的應用越來越受到重視。汽車上的制動鼓和剎車盤等件的生產，所采用的就是這類高碳當量灰鑄鐵。這類鑄鐵還可以被大量應用于各種薄壁工件上，尤其是在各種缸體與缸蓋上。隨著鑄造工藝與技術的不斷完善，高碳當量灰鑄鐵的應用會越來越廣泛。但是它的力學性能相對較

2、差，如強度較低，脆性較大等，因此如果能在保證高碳當量灰鑄鐵良好鑄造性能的同時，使它的力學性能也滿足生產的需要，高碳當量灰鑄鐵將具有更加廣闊的應用前景。
　　 稀土對高碳當量鑄鐵與低碳當量鑄鐵同樣可起變質作用，國內外的研究已經表明稀土對鑄鐵的組織和性能有重要的影響。應用稀土合金作變質劑改變石墨的形態(tài)，從而生產球墨鑄鐵和蠕墨鑄鐵的技術在國內外都已很成熟，但用它作為變質劑對高碳當量灰鑄鐵組織與性能的影響還需要進一步的研究。目前，國外已

3、有許多家工廠采用稀土型變質劑處理灰鑄鐵，而國內尚未普遍采用稀土合金變質劑。因此，研究稀土合金在高碳當量灰鑄鐵中的作用機理，從而找出提高高碳當量灰鑄鐵力學性能的途徑和方法是本課題研究的關鍵。
　　 本文分別從流動性、收縮性等鑄造性能，抗拉強度、硬度等力學性能以及石墨、基體組織、初生奧氏體、共晶團等金相組織的角度對稀土合金變質后的高碳當量灰鑄鐵進行了分析。
　　 鑄造性能方面，變質前后高碳當量灰鑄鐵的整體流動性在1020-1

4、400mm。說明稀土合金變質處理后仍然保持了高碳當量灰鑄鐵良好的流動性；稀土合金加入量在0.10％-0.30％之間時，白口傾向降低，白口寬度在2.2mm左右。說明稀土合金在此加入量范圍內具有良好的孕育效果；經一定量的稀土合金變質后，高碳當量灰鑄鐵的收縮傾向減小。
　　 力學性能方面，稀土合金加入到一定量時，高碳當量灰鑄鐵中會使抗拉強度提高，稀土合金加入量與抗拉強度之間表現為“雙峰值曲線”關系。當稀土合金加入量為0.20％時，抗拉

5、強度達到第一峰值點，其值與變質前的相應值相比，提高了近20％；增加稀土合金加入量至0.25％時，鑄鐵的抗拉強度降低；繼續(xù)增加稀土合金加入量至0.30％時，抗拉強度又提高到188MPa，與變質前的相應值相比，提高了近30％。
　　 金相組織方面，稀土合金的加入增加了初生奧氏體枝晶的數量，減小了二次枝晶臂間距，從而也使得共晶團大小、數量發(fā)生變化。同時，初生奧氏體枝晶的增多，減小了石墨的生長空間，石墨晶核相對密集，石墨生長時受到骨架的