球墨铸铁热处理及应用毕业论文.doc

题目：1）铸铁由液态至室温的冷却中，经历的各石墨化阶段的石墨化程度对最终温度组织的影响规律。2）球墨铸铁铸态为牛眼状铁素体+珠光体+G 的组织结构是如何产生的？这种组织对性能有何危害？应怎样才能变为碎块状铁素体+G+P的结构。球墨铸铁铸态组织结构及改良方案蒋望（20123350）1 仲姚（20123352）1 黄振飞（20123379）2 钟泽迪（20123393）2 （1. 西南交通大学 材料科学与工程学院 材料一班 2. 西南交通大学 材料科学与工程学院 材料二班）1、铸铁由液态至室温的冷却中，经历的各石墨化阶段的石墨化程度对最终温度组织的影响规律。（1） 要分析铸铁由液态至室温的冷却过程，首先要了解铸铁双重相图。铸铁自液态冷却至室温后，其组织一般由铁素体和渗碳体两相组成。但是，相对于石墨而言，渗碳体只是一种亚稳相。石墨可以直接从溶液中结晶或从固溶体中脱溶，同时在较高温度、长时间保温的条件下，也可由渗碳体分解得到。因此描述铁碳合金组织转变的相图实际上有两个，一个是Fe-Fe3C系相图，另一个是描述热力学最稳定状态的Fe-C系相图。把两者重合在一起，就得到Fe-Fe3C和Fe-C双重相图，见图1。图中实线表示Fe-Fe3C相图，虚线加上部分实线表示Fe-C相图。铸铁由液态冷却到室温，如果按照铸铁双重相图进行，则其固态将由铁素体、渗碳体及石墨三相组成。图1 Fe-Fe3C和Fe-C双重相图（2） 铸铁的石墨化过程根据铸铁双重相图，铸铁的石墨化过程可分为三个阶段：第一阶段（液相亚共晶结晶阶段）：从过共晶成分的液相中直接结晶出“一次石墨”，共晶成分的液相中形成的奥氏体与共晶石墨组成的共晶组织；中间阶段：低于共晶温度以下冷却，沿ES线从奥氏体中析出“二次石墨”以及二次渗碳体在此温度区间分解形成的石墨；第二阶段（共析转变阶段）：共析转变时，共析成分的奥氏体转变为由铁素体和石墨形成的共析组织，以及共析渗碳体退火时形成石墨。按照上述阶段转变，铸铁成型后由铁素体与石墨（包括一次、共晶、二次、共析石墨）两相组成。铸铁的组织取决于石墨化的程度。实际生产中，化学成分、冷却速度等各种工艺制度都影响着石墨化的程度和铸铁的显微组织。表1是一般铸铁经不同程度石墨化后所得到的组织。表1 铸铁组织与石墨化程度关系2、球墨铸铁铸态为牛眼状F+P+石墨 的组织结构是如何产生的？这种组织对性能有何危害？应怎样才能变为碎块状F+P+G石墨的结构。（1）球墨铸铁铸态为牛眼状F+P+石墨 的组织结构是如何产生的？ 我们都知道一般普通的球墨铸铁在其铸态形态下往往会产生牛眼状铁素体，查阅资料我们了解到由于球墨铸铁一次结晶终了的时侯，在石墨球的周围会全部被奥氏体环绕，而且在邻近石墨球的奥氏体中，C更加容易向球墨中间进行扩散和沉积。所以我们可以知道当产生共析转变的时侯，围绕在球墨周围的奥氏体会析出F和石墨C，从而产生铁素体环包围着石墨球，但是如果所析出的碳沉积在石墨球上，这时在远离石墨球的奥氏体中就必须通过F，由于这时扩散的距离非常长，非常难以形成，又由于在固态的条件下没有生核长大形成的条件，并且产生一次结晶的时候元素偏析的巨大影响，在特定的冷却条件下，距离石墨球较远的A便转变为P，形成牛眼状F组织（2） 这种组织对性能有何危害？ 根据上图可知为球墨铸铁铸态为牛眼状F+P+G 的组织结构，观察到在其基体组织中具有大量的F，着虽然可以非常明显的提高其伸长率和冲击韧度，但是同时F与球状石墨的交界处在外力的作用下很容易产生微裂纹，因此其强度和硬度较低，综合力学性能较差。（3）怎样才能变为碎块状F+P+G 的结构。 查询资料可知，球墨铸铁在铸态状态下混合组织为P和F的时候，其中F一般处于石墨球的周围，并形成牛眼状组织，如果我们通过采用将部分奥氏体化进行正火处理，然后将球铁加热到奥氏体化温度区间，这时候只有一部分的基体转化为A，但是其余F则分散分布，同时由此而转变成的A在之后的冷却过程中将转变为P，F，并且不发生变化。这时在正火之后的产生的基体组织中F被分割成破碎状或分散状，我们将由非常细小、同时很圆整的分散状（破碎状）F基体及石墨球加P而组成的球铁称为破碎铁素体球墨铸铁。参考文献【1】刘刚,戴光泽.QT400-18球墨铸铁组织与性能研究D.西南交通大学2011【2】李玲