优化球墨铸铁的组织-性能关系

Element的冶金专家通过对铸铁文献的全面回顾和多相物理冶金研究，表征了球墨铸铁中金属基体、合金含量和拉伸性能之间的关系，以实现更高的强度和延性的结合。万博官网app体育

文献回顾表明，没有广泛的研究工作进行，以确定什么是需要达到80-50-06一致的性能。我们专家的研究使我们对球墨铸铁中合金元素、基体组织和性能之间的关系有了初步的认识，这在球墨铸铁生产企业中尚不存在。万博官网app体育

该研究的总体目标是确定哪种合金含量和金属基体条件可以使80-55-06球铁的拉伸性能高于标准，即伸长率大于12%，屈服强度大于55 ksi (380 MPa)。

研究和测试

本研究涉及标准物理冶金工具的应用，包括拉伸性能，光学显微镜和自动图像分析来测量铁素体含量，晶粒尺寸，结核计数，结核大小和结核性。除了应用标准的统计参数，如平均值和标准差，研究者还采用皮尔逊相关系数分析，透射电子显微镜和x射线衍射。

研究的第一阶段包括对几个铸造厂的商业铸件的性能进行初步调查。一个关键的推力是研究产生高强度和延伸率组合的化学和显微结构参数。

对80-55-06和65-45-12级球铁的代表性样品进行了分析。总共53个样品进行了测试硬度和机械测试对26个试样进行了进一步的成分、显微组织和应变硬度测试。

结论

研究结果如下:

• 球墨铸铁的力学性能随铁素体含量的变化而变化。随着铁素体含量的增加，极限强度和屈服强度降低，延伸率增加;
• 当铁素体含量在35 ~ 60%之间时，出现了高强度(>80 ksi极限，>55 ksi屈服)和高延伸率(>12%)的结合，且铁素体菌落不连续;
• 合金元素铜、锰、铜+锰和硅万博官网app体育强烈地影响铁氧体的存在，同样重要的是，它们可以在数值上与由此产生的力学性能相关。这些元素的“理想”范围是达到超过55ksi的屈服强度和万博官网app体育超过12%的延伸率;
• 铁素体菌落的相邻性质似乎与力学性能有关。在铁素体含量和石墨参数相同的情况下，铁素体集落连续性的增加降低了试样的强度和塑性。

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