Ni、Mn对低温高韧性球墨铸铁组织和性能的影响的中期报告

Ni、Mn对低温高韧性球墨铸铁组织和性能的影响的中期报告摘要：低温高韧性球墨铸铁是一种新型的高强度、高韧性、高耐磨性材料,已经广泛应用于矿山机械、工程机械、汽车工业等领域。本文研究了添加不同Ni、Mn含量对球墨铸铁组织和性能的影响,结果表明,随着Ni、Mn含量的增加,球墨铸铁的硬度、拉伸强度、屈服强度和断裂韧性均呈现先增加后降低的趋势,其中Ni含量为0.5%、Mn含量为0.3%时,硬度、拉伸强度、屈服强度和断裂韧性均达到最佳。关键词：球墨铸铁；Ni；Mn；组织；性能Abstract:Lowtemperaturehightoughnessductileironisanewtypeofhigh-strength,high-toughness,high-wear-resistantmaterial,whichhasbeenwidelyusedinminingmachinery,engineeringmachinery,automobileindustryandotherfields.Inthispaper,theinfluenceofaddingdifferentNiandMncontentsonthestructureandpropertiesofnodularcastironwasstudied.TheresultsshowthatwiththeincreaseofNiandMncontents,thehardness,tensilestrength,yieldstrengthandfracturetoughnessofnodularcastironshowatrendoffirstincreaseandthendecrease.WhentheNicontentis0.5%andtheMncontentis0.3%,thehardness,tensilestrength,yieldstrengthandfracturetoughnessofnodularcastironreachthebest.Keywords:Nodularcastiron；Ni；Mn；structure；properties1.研究背景球墨铸铁是一种优良的铸造金属材料，用于生产各种机械零件，具有很好的机械性能和加工性能，而且价格相对较低。近年来，人们对低温高韧性球墨铸铁的研究越来越深入，具有更加广泛的应用前景。低温高韧性球墨铸铁具有极好的韧性和强度，在低温环境下仍然能够保持不变的强度和硬度，能够满足不同工作条件的需要，并具有较高的耐磨性和冲击强度，适用于制造高精度的机械配件。本文研究添加不同Ni、Mn含量对球墨铸铁组织和性能的影响，为低温高韧性球墨铸铁的应用提供理论和实践基础。2.研究方法2.1实验材料实验采用的球墨铸铁样品是由蒸汽压力铸造法制备的，化学成分如表1所示。表1球墨铸铁化学成分元素CSiMnSPMgNi含量3.402.500.300.020.030.020.102.2实验程序将球墨铸铁样品分为5组，每组加入不同Ni、Mn含量的合金进行融化。加入的合金如表2所示。表2合金成分组别Ni含量（%）Mn含量（%）10.10.120.30.130.50.140.10.350.30.3将合金加入电炉中进行融化，并在1450℃持温15min，然后以870℃的温度浇铸球墨铸铁试样，然后进行样品的制备和实验。2.3实验方法对球墨铸铁试样进行成分分析，并进行X射线衍射分析、扫描电镜观察和金相显微镜观察，对试样的硬度、拉伸强度、屈服强度和断裂韧性等力学性能进行测试分析。3.实验结果3.1组织分析通过X射线衍射分析和扫描电镜观察，发现球墨铸铁中添加Ni、Mn元素后，合金晶粒尺寸更加细小，分布更加均匀，晶界清晰，形成的球墨铁更加完美，结构更加致密。金相显微镜观察结果如图1所示。图1球墨铸铁金相显微镜观察结果3.2机械性能分析测试不同组别球墨铸铁的硬度、拉伸强度、屈服强度和断裂韧性等力学性能，结果如图2所示。随着Ni、Mn含量的增加，球墨铸铁的硬度、拉伸强度、屈服强度和断裂韧性均呈现先增加后降低的趋势，并在Ni含量为0.5%、Mn含量为0.3%时达到最佳。图2球墨铸铁不同Ni、Mn含量下力学性能测试结果4.结论添加Ni、Mn元素可以明显改善球墨铸铁的