一、铜对球墨铸铁组织和性能的影响（论文文献综述）
介璐阳[1]（2021）在《汽车转向节铸造成型数值模拟及工艺优化》文中研究指明转向节作为汽车转向桥上的重要零件,在承受车身载荷和路面冲击的同时,还要承受刹车和转向时的扭力,工作环境非常恶劣。因此,转向节对结构、强度、塑韧性和减震性能要求均较高,其性能的优劣也直接决定了汽车的使用安全。QT400-15与QT450-10球墨铸铁由于成本低、综合力学性能好的特点,是目前转向节零件的典型材料。但是,随着汽车性能的逐步提升,其强度的不足将降低转向节的使用寿命。同时,由于球墨铸铁独特的糊状凝固方式,铸件容易出现缩松、缩孔等缺陷,质量不稳定。所以,开发适应高安全性能汽车的高强韧性球墨铸铁汽车转向节产品得到汽车铸造行业的广泛关注。本文以球墨铸铁汽车转向节为研究对象,通过对化学成分的设计与调控,制备出了一种满足汽车转向节性能要求的高强韧球墨铸铁材料,研究分析了C、Si元素对Cu合金化球墨铸铁中石墨球、基体组织以及力学性能的影响。并且通过对转向节的结构及铸造工艺性分析,设计了铸造工艺方案。采用Magmasoft模拟软件对转向节铸件的充型及凝固过程进行数值模拟,并对铸造过程中所产生的缺陷进行分析,提出合理化建议改进方案,可以为高强韧球墨铸铁汽车转向节产品的实际生产提供技术性支持。主要结论如下:1.研究分析了C、Si元素对所制备球墨铸铁的石墨球、基体组织以及力学性能的影响。结果表明,在添加0.36%Cu的基础上,Si元素含量的增加会使石墨球的数量增多,直径减小;C、Si元素含量增加使球墨铸铁基体中珠光体含量增高,珠光体片间距变细;Cu、Si元素均有强化球墨铸铁基体的作用;球墨铸铁基体中珠光体含量的增加以及珠光体片层的细化可以提高试样的拉伸性能。2.通过对球墨铸铁化学成分的设计调控,制备出了抗拉强度为765 MPa,延伸率为10.2%的高强韧球墨铸铁,该材料的强韧性完全满足汽车转向节的性能要求。3.设计了转向节铸造工艺方案。包括造型方案、浇铸位置与分型面的选择,砂芯、浇注系统以及补缩系统的设计:转向节铸件采用石英砂湿型铸造、一箱四件（左右转向节各两件）的方式生产,采用阶梯式曲面分型的方法,水平浇注,成形孔位置左右两个转向节共用一个砂芯;选择开放式浇注系统,采用扁平状内浇道与控制压力冒口相结合的浇冒口设计。4.利用Magmasoft数值模拟软件对1375℃、1400℃、1425℃浇注温度、浇注时间10 s的浇注条件下的转向节进行了充型过程以及凝固过程的数值模拟。模拟结果显示,上承载臂位置存在铁液飞溅与卷气现象,铸件的轴径处以及最高点存在困气现象;铸件有多处厚壁位置产生缩松缩孔缺陷。且随着浇注温度的提升,铁液在铸型内的流动速度加快,铸型内的压力增大,在铸件最高点产生困气的几率增大,转向节铸件产生的缩松缩孔数量先减少后增多,1400℃为最佳浇注温度。5.通过在上承载臂靠近横浇道的?侧位置增加新的内浇道,在铸件产生困气的四个位置增设出气针,在铸件产生缩松缩孔缺陷的位置设置石墨外冷铁,可以解决转向节铸件在浇注过程中的铁液飞溅与卷气现象、铸件困气现象以及缩松缩孔缺陷,最终获得了铸造质量良好的汽车转向节产品以及最优的工艺方案。
张梦琪[2]（2021）在《基于MAGMA的汽车轮毂支架铸造工艺研究》文中研究说明汽车轮毂支架是汽车悬挂系统的重要零部件,主要用于连接悬挂架、制动器和减震器,在行驶过程中承受交变冲击载荷,因此对其综合力学性能有着较高要求。本文主要对高强韧球墨铸铁轮毂支架的铸造工艺进行了设计和研究,利用专业铸造模拟软件MAGMA对铸件的充型和凝固过程进行模拟,预测了铸件在铸造生产过程中可能出现缺陷的位置和其成因,并逐步优化工艺方案,最终消除铸件中存在的缺陷,以期获得高质量的轮毂支架铸件。基于QT450-10牌号的球墨铸铁的化学成分,利用合金化手段,通过调整Cu、Mn元素含量,优化组织结构,增加了基体中珠光体含量,并促进珠光体片层的细化,设计开发出了抗拉强度达到736.67 Mpa、延伸率为10.6%的新型铸态高强韧球墨铸铁材料。根据汽车轮毂支架铸件的结构特点,设计了铸造工艺方案。运用MAGMA软件对铸造工艺方案进行了数值模拟分析,通过分析温度场、速度场和压力场等模拟结果,研究了铸件充型过程和凝固过程,确定了该方案下铸件内部的缩松缩孔缺陷特征。从优化冒口尺寸、冒口颈参数及浇注温度三个方面对原工艺方案进行了改进。由模拟结果可知,当提高浇注温度至1425℃,增大冒口高度和冒口直径,同时缩短冒口颈长度时,冒口颈的凝固时间延长,冒口的补缩能力得到增强,使铸件内的缩松数量极大改善。但由于铸件上端盖区域壁厚差异较大,厚壁部位凝固较慢,补缩困难,仍存在少量缩松。在此基础上,通过在上端盖厚大部位进一步增设冷铁,可以加快该部位凝固速度,促进厚大部位与壁厚较小部位的同时凝固,最终改善了该部位存在的大片热节,并使得缩松完全转移到冒口与浇注系统内,有效消除了铸件内缩松缺陷。
佟立丰[3]（2021）在《QT450-10球墨铸铁强韧化处理和性能研究》文中指出球墨铸铁具有优良的铸造性、加工性、耐磨性、减震性、淬透性和导热性等优点,广泛应用于工业领域。近几十年,球墨铸铁的用量逐年增加,已经成为工业领域不可或缺的材料。随着球墨铸铁在工业装备上的应用日益广泛,对其性能也提出了更高的要求。卡瓦是页岩气勘探和开发所使用的机械装备中的一个重要零件,其芯部要求具有较高的强韧性,在受力膨胀时不会破裂;其齿部要求具有很高的硬度,工作时可以顺利地咬入套管;并且对其整体要求有良好的加工性能,经铣削后为碎屑,方便排出。球墨铸铁是制备卡瓦的备选材料,但是传统的球墨铸铁无法满足卡瓦的使用要求。低速轨道车辆的碳钢车轮与轨道之间摩擦严重,车轮在运行过程中产生大量的摩擦热,易与闸瓦发生抱死现象。这促使研究人员寻找新的材料来改善轨道车轮的耐磨性和导热性,具有优良导热性能和力学性能的球墨铸铁被寄予厚望。本文针对上述重大需求,选用综合性能良好的QT450-10球墨铸铁作为试验母材。首先,采用不同的热处理工艺对球墨铸铁的基体进行强化,以提高其性能,满足不同的使用要求。然后,分别采用在铁液中通入氮气和氨气的方法强化球墨铸铁,为制备高氮球墨铸铁进行了初步的探索。对以上强化方法进行对比后,采用热处理工艺对大断面球墨铸铁轨道车轮进行强化研究。主要研究成果如下:（1）对QT450-10球墨铸铁进行不同温度奥氏体化并分别在水和15%～17%UCONA水溶液二种淬火介质中进行淬火处理,对淬火后的球墨铸铁试样进行不同温度的回火处理。结果表明,淬火强化后球墨铸铁试样基体中的马氏体含量随淬火温度的升高而增加,在UCONA水溶液淬火后球墨铸铁基体中马氏体的含量高于水淬后基体中马氏体的含量。其中,经880℃奥氏体化后在UCONA水溶液中淬火后,基体中出现细小针状马氏体,此时基体中马氏体含量达到94.0%,最高硬度值579.0 HBW。不同温度回火处理后,索氏体含量随回火温度的升高而增加,相同回火温度下UCONA水溶液淬火后球墨铸铁基体中索氏体含量大于水淬后球墨铸铁。经880℃奥氏体化在UCONA水溶液淬火和570 ℃回火后,球墨铸铁的基体中出现粒状的回火索氏体。其综合力学性能最佳,抗拉强度为974.0 MPa,屈服强度为681.8 MPa,伸长率为7.5%。（2）采用砂型铸造法制备QT450-10球墨铸铁卡瓦,然后对其进行920℃正火和80 kHz表面高频淬火处理。强化后的卡瓦芯部基体为珠光体,抗拉强度达到900.0 MPa,伸长率为8.0-10.0%;卡瓦齿部组织以马氏体为主,并出现块状的渗碳体,硬度达到56.0-60.0 HRC。（3）在球墨铸铁的熔炼过程向铁液中分别通入氮气和氨气二种方法进行氮元素强化,然后进行孕育球化处理制备成高氮球墨铸铁,其氮含量最高值达到0.0100%。铁液中氮深度的增加具有固溶强化的作用,并且促进了球墨铸铁基体中珠光体的形成。氮元素合金化后球墨铸铁的抗拉强度和伸长率分别达到532.5 MPa和9.5%,相比于未经氮合金化处理的球墨铸铁分别提高了 18.2%和22.1%。随着通气时间的增加,球墨铸铁的石墨形态变异,基体中的铁素体减少,渗碳体增多,脆性增大。（4）采用不同温度和淬火介质对大断面球墨铸铁件（球墨铸铁轨道车轮）进行淬火+回火处理,研究了强化后的球墨铸铁车轮组织和力学性能。经880℃奥氏体化在UCONA水溶液中淬火和570℃回火后,大断面球墨铸铁件的基体中索氏体中达到97.0%,各部位组织和性能均匀。抗拉强度达到971.5 MPa,屈服强度为798.0 MPa,伸长率为6.8%,断面硬度为271.7 HBW,表面硬度为292.0 HBW,部分力学性能接近碳钢车轮。在不同载荷（50、60和70 N）和不同滑动速度（500、750和1000 r/min）二种条件下对强化后的球墨铸铁车轮进行摩擦磨损试验,并与碳钢车轮进行对比研究。随着磨损试验载荷的增加,强化后球墨铸铁轨道交通车轮材料的磨损机制由粘着转变为磨粒磨损。在不同的滑动摩擦速度下球墨铸铁车轮的主要磨损机理为粘着磨损。由于球墨铸铁具有优良的导热性能,使其在摩擦过程中能够及时将摩擦热散掉,保证球墨铸铁车轮踏面材料不会出现过度软化而大量剥落,在相同试验条件下磨损率仅为碳钢车轮材料磨损率的28.7%-52.1%。因此,球墨铸铁车轮具有比碳钢车轮更长的磨损寿命。
周宏伟[4]（2021）在《硅固溶铸态铁素体球铁组织及性能的研究》文中进行了进一步梳理本文控制球墨铸铁的含Si量在2.5%～4.1%之间,主要研究了随着含Si量的变化,铸态铁素体球墨铸铁的微观组织、力学性能以及铁素体基体的强化和变形行为。通过对不同含Si量铸态铁素体球铁的微观组织观察、力学性能测试、低温冲击韧性试验等,研究了Si对铸态铁素体球铁微观组织及力学性能的影响规律。在此基础上,采用EDS能谱分析、X射线衍射分析,显微硬度测试等实验,研究了Si在铁素体基体中的分布规律以及对铁素体的固溶强化机理。所得主要结论如下:（1）当球铁的含Si量在2.56%～2.62%之间变化时,铸态铁素体球铁的力学性能主要受到基体中铁素体与珠光体的相对含量以及石墨组织的形态影响。当石墨形态基本相同时,随着珠光体含量的增加,球铁的抗拉强度与屈服强度上升,伸长率下降。相反,随着基体组织中铁素体含量的增加和珠光体含量的减少,球铁的伸长率上升,抗拉强度与屈服强度下降。随着球铁中石墨球化率的提高和石墨数量的增加,球铁的力学性能提高。（2）当含Si量在2.58%～4.06%变化时,随着含Si量的提高,铸态铁素体球铁基体组织中的铁素体不断增加,珠光体逐渐减少,当含Si量达到3.56%时,基体组织中铁素体含量达到97%,当Si含量达到4.06%时,球铁基体组织全部为铁素体。随着含Si量的提高,球铁中石墨球的形态得到进一步改善,石墨球更加细小、均匀,当含Si量从2.58%提高到4.06%时,石墨球数量由25个/mm2,提高到146个/mm2,石墨球直径由70um降低到28um,石墨球化率从87.6%提高到96.1%。（3）当含Si量在2.58%～4.06%变化时,随着含Si量的增加,铸态铁素体球铁的抗拉强度、屈服强度、屈强比升高,伸长率先升高后降低。当含Si量为2.58%时,球铁的抗拉强度为467MPa、屈服强度为355Mpa、屈强比为0.76、伸长率为16.8%,当含Si量为3.56%时,球铁的抗拉强度为580MPa、屈服强度为469MPa、屈强比为0.80、伸长率达到18.7%,当含Si量增加到4.06%时,球铁的抗拉强度为626MPa、屈服强度为509Mpa、屈强比为0.81、伸长率为17.4%。（4）当含Si量在2.58%～4.06%变化时,随着含Si量的增加,铸态铁素体球铁的冲击韧性逐渐下降,韧脆转变温度逐渐升高。当含Si量为2.58%时,球铁无缺口室温冲击功为144.6J,韧脆转变温度约为-60℃～-40℃,当含Si量增加到3.56%时,球铁无缺口室温冲击功为39.7J,韧脆转变温度约为-20℃～0℃,而当含Si量进一步增大到4.06%时,球铁无缺口室温冲击功仅为16.0J,韧脆转变温度约为0℃～20℃。（5）Si对铁素体基体具有很强的固溶强化作用,当含Si量在2.58%～4.06%变化时,随着含Si量的增加,铸态铁素体球铁的铁素体组织显微硬度显着提高,铁素体基体的晶格常数减小,晶格畸变增大。当含Si量从2.58%增加到4.06%时,铸态铁素体球铁中铁素体的晶格常数减小了0.067%,铁素体基体的平均显微硬度增加了54.2HV。
秦强波[5]（2020）在《汽车覆盖件模具用球墨铸铁材料设计及其性能研究》文中进行了进一步梳理随着我国经济的迅速发展,居民生活水平的提高,人们对汽车的需求量增加。汽车覆盖件模具是在汽车生产过程中重要的设备,模具质量的好坏直接影响汽车覆盖件的成型质量。选择合适的汽车覆盖件模具材料不仅可以提高生产效率,而且有利于降低生产成本。球墨铸铁基于其优异的力学性能,良好的铸造性能等特点,广泛应用于制造汽车覆盖件模具。本文主要以开发应用在汽车覆盖件模具的球墨铸铁材料,对球墨铸铁的化学成分进行重新设计,探究了合金元素对球墨铸铁组织和性能的影响,在此基础上探究了热处理工艺对球墨铸铁显微组织和硬度影响,并利用ProCAST软件对全尺寸球墨铸铁汽车覆盖件模具进行铸造模拟分析。（1）利用JMatPro热力学软件分析了平衡凝固时硅、铜、钼元素含量对球墨铸铁中石墨相、奥氏体、渗碳体、铁素体转变温度和含量的影响,并对比了正交试验成分下球墨铸铁凝固时的石墨相、奥氏体、渗碳体、铁素体转变过程,为球墨铸铁的合金成分设计提供理论指导。利用正交试验的方法设计了三因素三水平的正交试验,探究了硅、铜、钼合金元素含量对球墨铸铁石墨形态和基体组织的影响规律。在此基础上,进一步探究了球墨铸铁合金成分、基体组织和力学性能内在联系。研究结果表明:在高硅含量的基础上,改变硅、铜、钼三种元素含量的可以调节基体组织中珠光体的含量;高硅（硅含量>3.2wt%）球墨铸铁的基础上增加基体组织的珠光体含量可以增加球墨铸铁的抗拉强度而相应的伸长率下降。在珠光体含量相同时,球墨铸铁中的硅含量越高其抗拉强度越高。分析了球墨铸铁的拉伸断裂方式,发现球墨铸铁在断裂过程中最先发生石墨与基体的“脱黏”现象。根据拉伸测试结果,硅含量为4.2%左右的球墨铸铁试样中,表现出良好的力学性能,其三组合金成分试样的抗拉前度700MPa以上,伸长率在5%以上。力学性能最佳的合金成分为硅:4.18%,铜:1.19%,钼:0.21%时,球墨铸铁的抗拉强度为816MPa,伸长率为5.2%。（2）对铸态力学性能良好的球墨铸铁,研究了感应热处理方式对球墨铸铁显微组织和硬度的影响。对比了三组试样在不同冷却方式下的显微组织变化,发现铸态下珠光体含量不同,在热处理后组织差异较大。试样在空冷后,显着改变了珠光体的分布情况,但随着铸态下珠光体含量增加,空冷增加珠光体含量的效果逐渐减弱。试样在水冷后得到马氏体组织,随着铸态下珠光体含量增加,马氏体形貌从板条状转变为针状。对比不同冷却方式试样的硬度,发现合金成分为硅:4.18%,铜:1.19%,钼:0.21%时,其水冷后硬度为55.2HRC,可以满足作为汽车覆盖件模具材料的性能要求。（3）在以上研究的基础上,进一步探究了全尺寸汽车覆盖件模具的制备工艺。利用ProCAST软件对汽车覆盖件模具的铸造过程进行数值模拟分析,分析了铁液的充型过程、铸件凝固时间和缩松缩孔分布。通过改进浇注系统、冷铁的合理布置,实现了铁液平稳、快速充型,降低了铸件内部的缩松缩孔缺陷,显着提高了汽车覆盖件模具的铸件质量。经过实际生产验证,采用优化后浇注方案,在铸件内部没有发现缩松缩孔现象,实际成产结果与模拟仿真结果基本一致。
王志强[6]（2020）在《Nb、Sb对球墨铸铁组织及力学性能的影响研究》文中进行了进一步梳理作为重要的工程材料,球墨铸铁被广泛应用于工业生产。然而,随着经济社会的变革,人们对球墨铸铁的力学性能指标提出了新的要求,新型高性能球墨铸铁的研究已经刻不容缓。目前,高性能球墨铸铁的生产主要通过热处理和合金化来实现。不同于热处理,采用合金化的方式在铸态下获得高性能球墨铸铁更具有工艺和成本优势。合金化元素多种多样,Si、Mn、Cu、Ni、Mo等元素的应用研究已经很深入,而Nb、Sb等元素虽然也被认为是强化球墨铸铁的有效元素,但关于这些元素在球墨铸铁中作用规律和机理的研究很少,且已有的研究众说纷纭,很难构成体系。因此,开展Nb、Sb对铸态球墨铸铁影响的研究工作是很有必要的。本论文以不添加其他合金元素的QT450-10为基础,首先探讨了Nb、Sb两合金元素分别对铸态球墨铸铁组织及力学性能的影响,揭示了Nb、Sb对球墨铸铁的作用规律和机理。在此基础上,又研究了不同含量的Nb、Sb元素对球墨铸铁的复合作用,主要研究结果如下:（1）将铌铁随其它原料加入到感应炉中,当Nb含量在0.05 wt.%-0.21 wt.%时,Nb元素在球墨铸铁中除了固溶在组织中,还会以块状NbC颗粒的形式存在,这些颗粒形状各异,尺寸多在10μm以下,且在石墨和基体组织中均有分布。Nb含量升高时,石墨组织的球化率、数目降低,石墨球尺寸增大;同时,基体组织中的铁素体含量降低,珠光体含量升高,且珠光体组织得到细化。随着Nb含量的升高,试样的抗拉强度提升,在Nb含量为0.21 wt.%时,抗拉强度达到最高504 MPa,相比未加入合金元素时提高了11.3%,但是,试样的伸长率也不断下降。（2）金属锑采用包内冲入法添加到球墨铸铁中,当其含量在0.006 wt.%-0.025 wt.%时,Sb元素均固溶于球铁组织中,且在石墨球和基体组织接触的边界上分布较多,形成了Sb含量较高的富锑层。随着Sb含量的升高,石墨组织的球化率、数目和析出石墨面积比的变化均呈抛物线趋势,且在Sb含量为0.013 wt.%时达到顶峰,之后开始下降;Sb含量升高时,基体组织中的铁素体含量降低,珠光体含量升高,而且珠光体片层间距逐渐减小。试样的抗拉强度值随Sb含量的升高而增大,在Sb含量为0.025 wt.%时,抗拉强度达到最高521 MPa,相比未加入合金元素的试样提高了15.1%,同时,试样的伸长率不断下降,对于本实验设计的球墨铸铁成分,Sb含量不宜超过0.013 wt.%。（3）Nb和Sb元素同时加入到铁液中,合金化球墨铸铁试样的珠光体含量明显升高,抗拉强度值大幅度增大。当Nb、Sb含量分别为0.21 wt.%、0.013 wt.%时,得到球墨铸铁的抗拉强度达到最高578 MPa,相比未添加合金元素时提高了27.6%,但其伸长率也会受到影响而降低。因此,在实际生产中,应根据需要合理的选择两合金元素的添加量,才能使球墨铸铁的强度和塑韧性均保持在较高的水平。
于明基[7]（2020）在《Ni及退火工艺对低温高韧性球墨铸铁组织和性能的影响》文中提出低温高韧性球墨铸铁的力学性能优良,即使在低温环境下也能保持一定的冲击韧性,广泛应用于轨道交通、大型船舶、核电、风力发电等领域,该领域所用铸件服役环境恶劣,甚至还要在低温环境下长时间运行工作,因此对铸件的质量和性能要求严格,特别是低温冲击韧性。目前,提高球墨铸铁低温冲击韧性的方法主要是合金化和热处理。本文在QT400-18球墨铸铁的基础上,通过Ni合金化和退火处理来提高球墨铸铁的低温冲击韧性。本文首先通过浇铸Y型试块,探讨Ni含量对球墨铸铁铸态组织及性能的影响规律。结果表明:加入Ni元素后,组织中的珠光体含量增多,基体组织也得到细化。当Ni含量从0.0%增加到0.6%时,石墨球数量增多,且更加细小圆整,铁素体晶粒得到细化,而Ni含量继续增加时,石墨球化率与均匀性略微降低,对铁素体晶粒的细化效果也减弱了。随着Ni含量的增加,铸态球墨铸铁的抗拉强度与硬度呈上升趋势,而伸长率与低温冲击韧性呈下降趋势。其次采用对比分析方法,对不含Ni和含0.6%Ni的Y型试块进行热处理工艺优化,采用了低温（760℃）、中温（850℃）、高温（920℃）的单阶段和两阶段的石墨化退火工艺。结果表明:采用低温两阶段（760℃×4h+730℃×4h）退火处理后,球墨铸铁的综合力学性能最佳。然后,在最佳的热处理工艺下探讨了Ni含量对热处理态球墨铸铁组织及性能的影响。结果表明:经热处理后,球墨铸铁中的铁素体含量都达到了98%以上,且含0.6%Ni球铁的综合力学性能最佳,含0.6%Ni球铁的抗拉强度、伸长率、低温冲击韧性、布氏硬度分别达到了410MPa、26.3%、18.8J/cm2、155HB。将优化出的最佳Ni含量与退火工艺应用于300mm×300mm×300mm厚大断面球铁模拟试块中。结果表明:含0.6%Ni厚大断面球铁的石墨球数量略微增加,石墨球的形貌得到了改善,变得更加细小圆整,同时基体组织也得到细化,减小了铁素体晶粒尺寸。采用低温两阶段退火处理后,组织中的铁素体含量能达到95%以上。两试块都是在边缘位置的力学性能最高,随着凝固时间的加长,试样中出现了畸形石墨,导致力学性能急剧下降。与未加Ni相比,含0.6%Ni厚大断面球铁试块具有较高的力学性能,在边缘位置,含0.6%Ni试块的抗拉强度、伸长率、低温冲击韧性、布氏硬度分别增加了6.8%、25%、14.8%、4.0%,而在中心位置,含0.6%Ni试块的抗拉强度、伸长率、低温冲击韧性、布氏硬度也增加了1.6%、11.1%、3.8%、5.6%。
方铮[8]（2020）在《氧化和工件角度对激光修复铸铁的影响》文中指出铸铁是工业中普遍应用的工程材料,它具有成本低、铸造性能好以及易切削加工等优点。球墨铸铁是生产汽轮机外缸、发动机外缸以及内燃机曲轴等大型零部件的主要材料,在服役期间不可避免的出现损伤导致设备失效。利用激光修复技术对损伤区域进行局部的修复具有很高的经济和社会效益。但由于大型铸铁件的整体尺寸庞大,运输不便,对大型零部件进行激光修复时,待修复区的局部无法进行气氛保护,不可避免的会出现氧化的问题,氧化会在沉积层内产生气孔和氧化物夹杂,降低修复区的性能。同时由于待修复的缺陷区域位置具有随机性,难以保证待修复区与激光熔覆头时刻保持垂直状态,因此需要考虑对其进行多角度修复。在激光多角度修复球墨铸铁过程中,随着基板与水平面倾斜角度变化以及激光熔覆头与基板的相对位置会对熔覆层和重熔区域的形貌造成影响,从而影响修复区的成形质量和稀释率。在激光熔覆头竖直向上仰角修复过程中,合金粉末极易回弹到熔覆头内损坏光纤。本文将以球墨铸铁QT400为应用背景,针对开放环境下的氧化控制问题和激光多角度修复球墨铸铁的熔覆层特点进行了研究。现取得的主要研究结果如下:（1）研究了激光重熔铸铁时气孔产生的机理。在无气帘保护和气帘保护下激光重熔球墨铸铁和灰铸铁时,球墨铸铁的熔池内均无气孔生成,而灰铸铁的熔池内均有气孔生成。结合对球墨铸铁和灰铸铁基材的热重-差热分析和氧氮氢分析测试证实灰铸铁内所含有的氧、氮、氢三种元素均比球墨铸铁的高,再对经过真空热处理后球墨铸铁和灰铸铁进行气帘保护下激光重熔后发现,重熔区均无气孔生成。结果表明,激光重熔灰铸铁的气孔生成的原因是灰铸铁的片状石墨中吸附有大量的气体。（2）在熔池的氧化控制和已沉积区域氧化控制的两个方面提高了激光修复球墨铸铁的修复质量。在熔池氧化控制方面,自主设计的气帘保护装置可以有效地解决开放环境下激光修复过程中的熔池氧化问题,通过实验获得了气帘保护装置达到气氛保护效果最好的气流工艺参数为:保护气流量为5 L/min,载粉气流量为5 L/min,气帘保护气路宽度为4 mm,气帘保护气流量为15 L/min,该气流工艺下的熔池上方气氛中的氧含量为0.07%。在已沉积区域氧化控制方面,基板的温度在300℃以下氧化较缓慢,超过400℃时氧化较迅速,侧吹管径较大时可以有效地减少高温下基体表面的氧化,而且气氛保护的区域也较大,但无法完全阻止高温下基体表面的氧化。（3）激光熔覆头和基板有夹角时,由于光斑和粉斑的不对称性会使重熔区在上坡区域更深。激光熔覆头和基板保持垂直时,基板的倾斜对激光修复铸铁的影响不大。激光重熔与水平面倾斜角度为90°的基板时,由于熔池凝固速度很快,对石墨的分布的影响很小。（4）激光熔覆球墨铸铁时,扫描速度过慢会导致石墨的爆燃产生大的液滴飞溅,在仰角修复时这种飞溅会损伤熔覆头的保护镜片。仰角修复时,未被熔覆捕捉的粉末在弹跳后不会回落入熔池,导致仰角修复时的粉末利用率降低,在铸铁修复时粉末利用率的降低会引起稀释率增加,熔覆层硬度提高。本文以氧化和工件角度对激光修复质量的影响为着入点,对开放条件下激光多角度修复过程中的成形工艺和成形质量控制进行研究,可以实现开放条件下激光多角度修复球墨铸铁,研究成果可以为球墨铸铁的激光多角度修复提供理论支持。
王尧[9]（2019）在《高强度高塑性球墨铸铁车辆制动用杠杆的研制》文中认为在车辆的零部件中,制动用杠杆是制动器的连接装置,能使整个制动系统有序的组合起来,是保证行车安全的重要环节之一。由于制动用杠杆中存在多处薄壁孔洞结构,在连接部位容易产生摩擦损耗,所以需要具有较高的强度和良好的耐磨性能;在制动过程中所产生的冲击力较大,对材料的塑性也有着较高的要求。于是,研制高强度高塑性的车辆制动用杠杆迫在眉睫。因为球墨铸铁中的石墨呈现出球状,晶粒之间的割裂作用大大降低,应力集中作用很小,所以强度有了很大的提高,同时还拥有着一定的塑性,所以成为了高强度高塑性车辆制动用杠杆材料的最佳选择。目前提高球墨铸铁强度的方法主要有热处理、改变铸造工艺和合金化三种。然而前两种方法成本高、工艺复杂且成品率较低,因此本课题中采用合金化方式强化球墨铸铁性能,研究目标是在铸态下得到高强度高塑性QT600-7球墨铸铁,微观组织中的石墨大小等级应≥5,球化级别应≥3。首先,研究了不同含量的Mn元素对球墨铸铁组织及力学性能的影响,优化出合适的含量,塑性满足要求的情况下抗拉强度有所欠缺。因为Cu、Ni元素可以促进珠光体的形成,提高材料的抗拉强度,所以在此基础上,进一步添加了不同含量的Cu元素和适量的Ni元素,经过充分合金强化过后,研究球墨铸铁的微观组织和力学性能的变化,发现材料满足了高强度高塑性的性能要求。最终,课题得出以下结论:（1）研究了不同含量的Mn元素对球墨铸铁组织和力学性能的影响,发现在一定范围内,随着Mn元素含量不断增加,消耗了铁液中有害的S元素,间接促进了石墨的析出,同时,珠光体含量也有所增加,对应的力学性能不断提高。当Mn元素含量为0.6%时是一个转折点,此时球化率为85%,球化等级为3,抗拉强度576 MPa,延伸率为7.5%,进一步研究发现,Mn元素在此基础上继续增加时,石墨的析出会受到抑制,球化率有所降低;过高含量的Mn元素会导致基体组织中出现游离的渗碳体,使得球墨铸铁的力学性能也有所降低。（2）研究了不同含量的Cu元素对球墨铸铁组织和力学性能的影响,发现Cu元素对石墨化的促进作用较弱,提高Cu含量后,微观组织中的石墨数量和大小相差不大,球化等级属于3级,皆满足生产要求。Cu元素具有强烈促进珠光体形成的作用,当Cu元素含量为0.5%时,能产生铁素体-珠光体混合基体的球墨铸铁,但抗拉强度较低;随着Cu元素含量提高到1.2%左右时,铁基体组织中的珠光体能达到90%以上,此时球墨铸铁的抗拉强度为870 MPa,延伸率为2.5%,塑性性能较差,无法满足使用需求。在Cu元素含量为0.5%的基础上加入Ni元素后,基体组织中的珠光体得到了充分的细化,发现球墨铸铁的抗拉强度为642 MPa,延伸率为7.5%,力学性能达到QT600-7的要求。（3）对球墨铸铁进行了摩擦磨损试样检测,发现利用合金化法强化之后,试样的均值摩擦系数更低,硬度更高,拥有较好的耐磨性。其中,加入Ni元素之后的球墨铸铁耐磨性最好,经过磨损实验后的材料失重量最少。对材料的磨损表面进行观察后可以得知,合金化法强化后的球墨铸铁,由于石墨球的数量更多,在摩擦中球状石墨能够起到良好的润滑作用,所以耐磨性更高。
邵悦翔[10]（2019）在《汽车覆盖件模具用高强度合金球墨铸铁的研究》文中提出随着人们生活水平的提高,汽车购买力逐渐上升,人们不仅考虑汽车价格因素,还会对汽车的车型、安全性以及舒适性等因素考虑。汽车车型的更新需要通过汽车模具来实现,特别是车身,其覆盖件冲压模具是核心。汽车覆盖件冲压模具常使用铸钢、铸铁材料,在铸铁材料中球墨铸铁材质的模具在经高频次冲击后,会因强度不足发生变形,这导致汽车覆盖件的尺寸精度下降,甚至不合格。为了提高汽车覆盖件冲压模具的性能,本课题采用合金化方式改善球墨铸铁的组织,在铸态下获得高强度球墨铸铁。本文首先根据球墨铸铁的性能要求,进行化学成分选择,然后研究了合金元素Cu、Ni对球墨铸铁组织和性能的影响,使用OM、SEM观察组织,微机液压万能试验机、数显布氏硬度计测试性能,分析测试结果,优化Cu、Ni元素的成分,获得最优添加量。再针对汽车覆盖件存在壁厚不均的特点,使用箱式高温烧结炉探究冷却速度对球墨铸铁组织和性能的影响。最后考虑到实际生产中汽车覆盖件冲压模具通过消失模铸造成型,对不同模样材料制备球墨铸铁试样,分析其组织和性能。主要研究结果如下:（1）参考国内外文献及企业生产实际,确定球墨铸铁基本元素的取值范围,在研究分析的基础上确定合金元素的最优添加量,铸态下获得组织良好和性能优异的球墨铸铁试样。五种基本元素取值范围如下,C:3.5%～3.8%、Si:2.2%～2.4%、Mn:0.4%～0.5%、P≤0.05%、S≤0.02%,并同时确定球化元素残余量,Mg:0.04%～0.06%、RE:0.02%～0.04%。添加合金元素Cu,随着Cu元素含量增加,球墨铸铁基体组织中珠光体含量增加,性能有所提高;添加合金元素Ni,随着Ni元素含量增加,球墨铸铁基体组织中珠光体含量进一步增加,性能也随之提高。通过优化Cu、Ni元素成分,当Cu、Ni元素含量都为0.9%时,球墨铸铁组织良好和性能优异,其球化率达92%,球化分级2级,石墨尺寸大小分级7级,珠光体比例96%,抗拉强度为805 MPa,伸长率3.32%,硬度268 HB。（2）不同的冷却速度下,球墨铸铁试样的组织和性能存在很大差异。当铁液从熔融态分别以3.5℃/min、2.3℃/min、1.75℃/min、1.4℃/min、1.17℃/min的冷却速度冷却至600 ℃时,再随炉冷至室温。石墨组织中,石墨形态随着冷却速度的减慢,由原先的球状石墨,逐渐变化为蠕虫状,最后恶化为碎块状;基体组织中,珠光体的含量因冷却速度的减慢也渐渐减少。力学性能方面,洛氏硬度值随着冷却速度减慢而下降。（3）使用STMMA模样材料制备的球墨铸铁试样组织和性能优于EPS模样材料。当模样材料为EPS时,显微组织中,珠光体球化分级为3级,球径尺寸大小介于6和7级之间,球化率83%,但组织中存在异型石墨、夹杂物。而模样材料为STMMA时,球化分级也为3级,球径尺寸大小介于6和7级之间,但球化率提高,为87%,且石墨组织中没有异型石墨、夹杂物;基体组织中,STMMA模样材料制备的球墨铸铁试样珠光体含量比EPS高7%,分别为90%、83%。力学性能方面,EPS模样材料制备的试样硬度值为237.73 HB,低于STMMA模样材料制备的试样硬度值,其值为256.96 HB。
二、铜对球墨铸铁组织和性能的影响（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、铜对球墨铸铁组织和性能的影响（论文提纲范文）
（1）汽车转向节铸造成型数值模拟及工艺优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 汽车铸造业的发展现状及趋势 |
| 1.3 球墨铸铁概述 |
| 1.3.1 现代球墨铸铁的发展 |
| 1.3.2 球墨铸铁的铸态组织特征 |
| 1.3.3 球墨铸铁的凝固特性 |
| 1.3.4 球墨铸铁的性能及应用 |
| 1.4 铸造数值模拟技术的发展状况 |
| 1.4.1 铸造数值模拟技术国外发展状况 |
| 1.4.2 铸造数值模拟技术国内发展状况 |
| 1.5 本课题研究意义与内容 |
| 第2章 铸造数值模拟理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 铸件充型过程理论 |
| 2.2.1 充型过程数学模型 |
| 2.2.2 紊流模型 |
| 2.3 铸件凝固过程理论 |
| 2.3.1 铸件凝固过程传热方式 |
| 2.3.2 铸件凝固过程温度场数学模型 |
| 2.3.3 铸件缩松缩孔缺陷预测 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 球墨铸铁的制备及组织性能分析 |
| 3.1 高强韧性球墨铸铁成分设计 |
| 3.1.1 球墨铸铁成分设计原则 |
| 3.1.2 化学成分的影响及成分设计 |
| 3.2 球墨铸铁的制备 |
| 3.2.1 实验原材料成分及配比 |
| 3.2.2 熔炼及浇注试样 |
| 3.3 球墨铸铁显微组织分析 |
| 3.3.1 金相显微组织分析 |
| 3.3.2 石墨球化率、石墨大小等级与石墨体积分数测定 |
| 3.3.3 珠光体含量及片层间距计算 |
| 3.4 拉伸性能分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 转向节铸造过程及铸造工艺设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 转向节铸造生产过程 |
| 4.2.1 原材料的选择与熔炼工艺设计 |
| 4.2.2 球化及孕育处理 |
| 4.3 汽车转向节铸造工艺设计 |
| 4.3.1 铸造工艺性分析 |
| 4.3.2 造型方案设计 |
| 4.3.3 浇注位置的确定 |
| 4.3.4 分型面的选择与砂芯设计 |
| 4.3.5 浇注系统设计 |
| 4.3.6 补缩系统设计 |
| 4.4 铸造工艺方案的确定及三维模型的建立 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 转向节铸造工艺数值模拟 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 Magmasoft模拟软件介绍 |
| 5.3 Magmasoft数值模拟前处理 |
| 5.3.1 网格划分 |
| 5.3.2 材料参数的定义 |
| 5.3.3 界面换热系数设置 |
| 5.3.4 初始条件设置 |
| 5.3.5 计算参数设置 |
| 5.4 转向节数值模拟试验方案 |
| 5.5 浇注温度1375℃模拟结果分析 |
| 5.5.1 充型过程模拟结果与分析 |
| 5.5.2 凝固过程模拟结果与分析 |
| 5.5.3 缩松缩孔缺陷分析 |
| 5.6 浇注温度1400℃模拟结果分析 |
| 5.6.1 充型过程模拟结果与分析 |
| 5.6.2 凝固过程模拟结果与分析 |
| 5.6.3 缩松缩孔缺陷分析 |
| 5.7 浇注温度1425℃模拟结果分析 |
| 5.7.1 充型过程模拟结果与分析 |
| 5.7.2 凝固过程模拟结果与分析 |
| 5.7.3 缩松缩孔缺陷分析 |
| 5.8 不同浇注温度模拟结果对比分析 |
| 5.8.1 充型过程模拟结果对比分析 |
| 5.8.2 凝固过程模拟结果对比分析 |
| 5.8.3 缩松缩孔结果对比分析 |
| 5.9 本章小结 |
| 第6章 转向节铸造工艺方案优化 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 方案一铸造工艺优化 |
| 6.2.1 浇注系统优化 |
| 6.2.2 排气系统优化 |
| 6.2.3 补缩系统优化 |
| 6.3 方案二模拟结果分析 |
| 6.3.1 充型过程模拟结果与分析 |
| 6.3.2 凝固过程模拟结果与分析 |
| 6.3.3 缩松缩孔缺陷分析 |
| 6.4 优化冷铁工艺及缩松缩孔结果分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 攻读硕士学位期间研究成果 |
（2）基于MAGMA的汽车轮毂支架铸造工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 球墨铸铁概述 |
| 1.1.1 球墨铸铁铸态的组织 |
| 1.1.2 球墨铸铁的性能 |
| 1.1.3 球墨铸铁高强韧性合金化研究现状 |
| 1.1.4 球墨铸铁的生产应用 |
| 1.2 铸造技术概述 |
| 1.2.1 铸造业发展现状及趋势 |
| 1.2.2 常见铸造缺陷及防制方法 |
| 1.3 铸造模拟技术的发展及应用 |
| 1.3.1 铸造CAE技术概述 |
| 1.3.2 铸造模拟技术的发展现状 |
| 1.3.3 国内外主流模拟软件简介 |
| 1.3.4 铸造模拟技术未来发展趋势 |
| 1.4 研究的背景意义及内容 |
| 第2章 数值模拟理论基础 |
| 2.1 铸造充型过程模拟理论基础 |
| 2.1.1 充型过程数值模拟方法 |
| 2.1.2 充型过程数学模型 |
| 2.2 铸造凝固过程模拟理论基础 |
| 2.2.1 凝固过程传热学基础 |
| 2.2.2 凝固传热过程数值模型 |
| 2.2.3 缩松缩孔预测方法 |
| 2.3 铸造模拟软件MAGMA介绍 |
| 2.3.1 主要模块 |
| 2.3.2 模拟流程 |
| 2.3.3 数据库的扩展 |
| 2.3.4 相关判据 |
| 第3章 轮毂支架铸件材料成分设计及性能分析 |
| 3.1 实验材料 |
| 3.1.1 化学成分的设计 |
| 3.1.2 试验球墨铸铁的制备 |
| 3.2 组织观察与性能测试 |
| 3.2.1 铸件的显微组织观察 |
| 3.2.2 铸件的力学性能测试 |
| 3.3 显微组织分析 |
| 3.3.1 金相组织分析 |
| 3.3.2 SEM组织分析 |
| 3.4 力学性能分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 轮毂支架的生产过程及工艺设计 |
| 4.1 轮毂支架铸件结构特点分析 |
| 4.2 汽车轮毂支架的生产过程 |
| 4.2.1 化学成分 |
| 4.2.2 熔炼工艺设计 |
| 4.2.3 球化及孕育工艺 |
| 4.3 铸造工艺方案设计 |
| 4.3.1 造型方法的选择 |
| 4.3.2 浇铸位置的选择 |
| 4.3.3 分型面的确定 |
| 4.3.4 工艺参数设计 |
| 4.3.5 砂芯设计 |
| 4.3.6 浇注系统设计 |
| 4.3.7 补缩系统设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 轮毂支架铸造过程数值模拟及结果分析 |
| 5.1 数值模拟前处理 |
| 5.1.1 轮毂支架铸造工艺建模 |
| 5.1.2 网格划分 |
| 5.1.3 计算参数设置 |
| 5.2 模拟结果分析 |
| 5.2.1 充填过程模拟结果 |
| 5.2.2 凝固过程模拟结果 |
| 5.2.3 缺陷模拟结果 |
| 5.3 铸造工艺方案的改进及模拟 |
| 5.3.1 浇注温度对模拟结果影响 |
| 5.3.2 冒口参数对模拟结果的影响 |
| 5.3.3 增设冷铁对模拟结果的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 论文总结 |
| 6.2 不足与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 攻读硕士学位期间研究成果 |
（3）QT450-10球墨铸铁强韧化处理和性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外相关工作研究进展 |
| 1.2.1 球墨铸铁制备技术 |
| 1.2.2 大断面球墨铸铁 |
| 1.2.3 球墨铸铁热处理强化 |
| 1.2.4 轨道交通车轮的研究现状 |
| 1.2.5 高氮钢的研究现状 |
| 1.3 本文主要研究思路 |
| 2 材料制备和试验方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 球墨铸铁制备 |
| 2.2.1 球墨铸铁Y型试块制备 |
| 2.2.2 球墨铸铁卡瓦制备 |
| 2.2.3 球墨铸铁轨道车轮制备 |
| 2.3 球墨铸铁的强化处理 |
| 2.3.1 高强度高塑性球墨铸铁的热处理工艺 |
| 2.3.2 球墨铸铁卡瓦的强化处理工艺 |
| 2.3.3 球墨铸铁的氮元素合金化处理 |
| 2.3.4 球墨铸铁轨道车轮的强化处理工艺 |
| 2.4 材料的化学成分 |
| 2.5 材料的微观组织 |
| 2.6 材料的性能检测 |
| 2.6.1 材料的力学性能检测 |
| 2.6.2 材料的导热性能检测 |
| 2.6.3 球墨铸铁车轮的耐磨性检测 |
| 3 高强度高塑性球墨铸铁的热处理强化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 铸态球墨铸铁组织及力学性能 |
| 3.3 淬火温度和淬火介质对球墨铸铁组织及性能的影响 |
| 3.4 回火温度对球墨铸铁组织及性能的影响 |
| 3.5 球墨铸铁卡瓦强化处理 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 球墨铸铁的氮元素合金化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 氮气合金化制备球墨铸铁 |
| 4.2.1 微观组织 |
| 4.2.2 力学性能 |
| 4.3 氨气合金化制备球墨铸铁 |
| 4.3.1 微观组织 |
| 4.3.2 力学性能 |
| 4.4 两种球墨铸铁氮元素合金化机理分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 大断面球墨铸铁的热处理强化 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 球墨铸铁轨道车轮微观组织及力学性能分析 |
| 5.2.1 球墨铸铁轨道车轮铸态微观组织及力学性能 |
| 5.2.2 淬火温度和介质对球墨铸铁车轮组织的影响 |
| 5.2.3 回火温度对球墨铸铁车轮组织及力学性能的影响 |
| 5.2.4 球墨铸铁轨道车轮力学性能对比 |
| 5.3 球墨铸铁轨道车轮耐磨性及机理 |
| 5.3.1 摩擦幅材料的组织与性能 |
| 5.3.2 球墨铸铁轨道车轮材料导热性能 |
| 5.3.3 不同摩擦载荷下的耐磨性 |
| 5.3.4 不同摩擦速度下的耐磨性 |
| 5.3.5 球墨铸铁车轮的耐磨性分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（4）硅固溶铸态铁素体球铁组织及性能的研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 球墨铸铁概述 |
| 1.2.1 球墨铸铁的起源 |
| 1.2.2 球墨铸铁的分类及特点 |
| 1.3 铁素体球墨铸铁 |
| 1.3.1 铸态铁素体球墨铸铁 |
| 1.3.2 热处理态铁素体球墨铸铁 |
| 1.4 硅固溶铁素体球墨铸铁的发展概况 |
| 1.4.1 硅固溶铁素体球墨铸铁的起源 |
| 1.4.2 硅固溶铁素体球墨铸铁发展 |
| 1.5 本课题的主要研究内容 |
| 第二章 试验过程和方法 |
| 2.1 试验方案及技术路线 |
| 2.1.1 试验方案 |
| 2.1.2 技术路线 |
| 2.2 化学成分设计 |
| 2.3 原材料的选择及试样制备 |
| 2.3.1 原材料的选择 |
| 2.3.2 熔炼、球化、孕育工艺 |
| 2.3.3 浇注工艺 |
| 2.4 微观组织分析 |
| 2.4.1 金相观察 |
| 2.4.2 扫描电镜观察及EDS能谱分析 |
| 2.4.3 X射线衍射分析 |
| 2.5 力学性能测试 |
| 2.5.1 拉伸实验 |
| 2.5.2 维氏硬度试验 |
| 2.5.3 冲击韧性试验 |
| 第三章 微观组织对铸态铁素体球铁力学性能的影响 |
| 3.1 铸态铁素体球铁微观组织 |
| 3.1.1 石墨组织特征 |
| 3.1.2 基体组织特征 |
| 3.2 微观组织对铸态铁素体球铁力学性能的影响 |
| 3.2.1 基体组织对力学性能的影响 |
| 3.2.2 石墨组织对球铁力学性能的影响 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 Si对铸态铁素体球铁微观组织及力学性能的影响 |
| 4.1 Si对微观组织的影响 |
| 4.1.1 Si对石墨组织的影响 |
| 4.1.2 Si对基体组织的影响 |
| 4.2 Si对力学性能的影响 |
| 4.2.1 Si对拉伸性能的影响 |
| 4.2.2 拉伸断口表征 |
| 4.2.3 Si对冲击韧性的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 Si对铁素体球铁固溶强化机理的研究 |
| 5.1 Si在球铁组织中的分布特征 |
| 5.1.1 Si在球铁微观组织中的分布 |
| 5.1.2 Si在球铁铁素体基体中的分布 |
| 5.2 Si对铁素体显微硬度的影响 |
| 5.3 Si固溶对铁素体晶格常数的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 全文总结及展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的学术活动及成果 |
（5）汽车覆盖件模具用球墨铸铁材料设计及其性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 球墨铸铁在汽车覆盖件模具中应用 |
| 1.3 制造工艺对球墨铸铁性能的影响 |
| 1.3.1 球化工艺的影响 |
| 1.3.2 孕育工艺的影响 |
| 1.3.3 热处理工艺的影响 |
| 1.4 铸态高强度球墨铸铁研究进展 |
| 1.5 铸造仿真模拟在生产中的重要性 |
| 1.6 本文研究内容 |
| 第2章 试验方法 |
| 2.1 研究方法 |
| 2.1.1 化学成分选择 |
| 2.1.2 正交试验设计 |
| 2.1.3 试验原材料 |
| 2.2 球墨铸铁的铸造过程 |
| 2.2.1 球墨铸铁铁液熔炼 |
| 2.2.2 球墨铸铁浇铸过程 |
| 2.3 球墨铸铁的中频感应热处理工艺 |
| 2.4 试验表征与检测 |
| 2.4.1 成分检测 |
| 2.4.2 显微组织观察 |
| 2.4.3 力学性能测试 |
| 2.5 ProCAST铸造过程模拟 |
| 第3章 合金成分对球墨铸铁组织和性能的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 热力学模拟分析 |
| 3.3 试验结果 |
| 3.3.1 合金成分对石墨形态的影响 |
| 3.3.2 合金成分对基体组织的影响 |
| 3.3.3 合金成分对铸态球墨铸铁力学性能的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 热处理工艺对球墨铸铁组织和性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 冷却方式对热处理组织的影响 |
| 4.3 冷却方式对硬度的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基于ProCAST的球墨铸铁汽车覆盖件模具铸造过程数值模拟 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 球墨铸铁凝固的数值仿真模拟 |
| 5.3 浇注系统设计 |
| 5.4 ProCAST软件模拟参数设置 |
| 5.4.1 有限元网格划分 |
| 5.4.2 分配材料 |
| 5.4.3 设定界面换热系数 |
| 5.4.4 工艺条件 |
| 5.5 铸造模拟结果 |
| 5.5.1 铁液充型过程 |
| 5.5.2 凝固过程和缩松缩孔分布 |
| 5.6 浇注工艺改进 |
| 5.6.1 浇注系统改进 |
| 5.6.2 工艺改进后铸件充型过程 |
| 5.6.3 工艺改进后铸件凝固过程和缩松缩孔分布 |
| 5.7 工艺验证 |
| 5.8 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（6）Nb、Sb对球墨铸铁组织及力学性能的影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题目的与意义 |
| 1.2 球墨铸铁的发展历程及应用 |
| 1.2.1 球墨铸铁的诞生及发展 |
| 1.2.2 球墨铸铁的应用 |
| 1.3 球墨铸铁的凝固 |
| 1.3.1 凝固理论 |
| 1.3.2 球墨铸铁中的石墨及反球化元素 |
| 1.3.3 球墨铸铁的基体组织 |
| 1.4 球化和孕育处理 |
| 1.4.1 球化处理 |
| 1.4.2 孕育处理 |
| 1.5 常见合金元素对球墨铸铁的影响 |
| 1.6 Nb和 Sb在铸铁中的研究现状 |
| 1.6.1 Nb的应用研究 |
| 1.6.2 Sb的应用研究 |
| 1.7 本论文研究内容 |
| 第2章 实验设备及方法 |
| 2.1 实验方案 |
| 2.2 实验材料的制备 |
| 2.2.1 实验原料及成分 |
| 2.2.2 合金元素的加入方式 |
| 2.2.3 试样的制备 |
| 2.3 组织分析及性能检测 |
| 2.3.1 成分及组织分析 |
| 2.3.2 性能检测 |
| 第3章 Nb对球墨铸铁组织及力学性能的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验方案 |
| 3.3 Nb对球墨铸铁组织的影响 |
| 3.3.1 Nb对石墨组织的影响 |
| 3.3.2 Nb对球墨铸铁基体组织的影响 |
| 3.4 力学性能 |
| 3.4.1 力学性能检测 |
| 3.4.2 拉伸断口 |
| 3.5 Nb对球墨铸铁组织、力学性能影响的机制分析 |
| 3.5.1 Nb在球铁中的存在形式及分布 |
| 3.5.2 Nb对石墨组织的影响机制分析 |
| 3.5.3 Nb对基体组织的影响机制分析 |
| 3.5.4 Nb对力学性能的影响机制分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 Sb对球墨铸铁组织及力学性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验方案 |
| 4.3 Sb对球墨铸铁组织的影响 |
| 4.3.1 Sb对石墨组织的影响 |
| 4.3.2 Sb对基体组织的影响 |
| 4.4 力学性能 |
| 4.5 Sb对球墨铸铁组织及性能的影响机理 |
| 4.5.1 Sb的存在形式及分布 |
| 4.5.2 Sb对石墨组织的影响机理 |
| 4.5.3 Sb对基体组织的影响机理 |
| 4.5.4 Sb对力学性能的影响机理 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 Nb和 Sb对球墨铸铁的复合作用 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验方案 |
| 5.3 Nb和 Sb对球墨铸铁组织的影响 |
| 5.3.1 Nb和 Sb对石墨组织的影响 |
| 5.3.2 Nb和 Sb对球墨铸铁基体组织的影响 |
| 5.4 Nb和 Sb对球墨铸铁力学性能的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（7）Ni及退火工艺对低温高韧性球墨铸铁组织和性能的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 低温高韧性球墨铸铁的概述 |
| 1.2.1 低温高韧性球墨铸铁的简介 |
| 1.2.2 低温高韧性球墨铸铁的化学成分 |
| 1.2.3 球墨铸铁的凝固特性 |
| 1.3 低温高韧性球墨铸铁的研究现状 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 第2章 试验材料与测试分析方法 |
| 2.1 研究方案 |
| 2.1.1 Ni含量对低温高韧性球墨铸铁组织及性能的影响试验方案 |
| 2.1.2 热处理工艺优化试验方案 |
| 2.1.3 Ni及热处理对厚大断面球铁组织及性能的影响试验方案 |
| 2.2 试验的材料及设备 |
| 2.3 试验过程 |
| 2.3.1 砂型的制备 |
| 2.3.2 熔炼及浇铸 |
| 2.3.3 测温和取样位置 |
| 2.4 微观组织的观察与分析 |
| 2.5 力学性能测试 |
| 2.5.1 室温拉伸测试 |
| 2.5.2 -20℃低温冲击测试 |
| 2.5.3 硬度测试 |
| 第3章 Ni含量对低温高韧性球墨铸铁铸态组织及性能的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Y型试块冷却曲线分析 |
| 3.3 Ni含量对铸态组织的影响 |
| 3.3.1 Ni含量对石墨形貌的影响 |
| 3.3.2 Ni含量对基体组织的影响 |
| 3.4 Ni含量对铸态力学性能的影响 |
| 3.5 铸态断口分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 退火工艺对低温高韧性球墨铸铁组织及性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 低温高韧性球墨铸铁退火工艺优化 |
| 4.2.1 退火工艺对组织的影响 |
| 4.2.2 退火工艺对力学性能的影响 |
| 4.3 Ni含量对低温高韧性球墨铸铁退火态组织及性能的影响 |
| 4.3.1 Ni含量对退火态组织的影响 |
| 4.3.2 Ni含量对退火态力学性能的影响 |
| 4.3.3 退火态断口分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 Ni及退火工艺在厚大断面球铁模拟试块的应用效果 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 试块冷却曲线分析 |
| 5.3 Ni对厚大断面球铁不同凝固时间的组织及性能的影响 |
| 5.3.1 不同凝固时间的铸态组织分析 |
| 5.3.2 不同凝固时间的退火态组织分析 |
| 5.3.3 不同凝固时间的力学性能分析 |
| 5.3.4 不同凝固时间的断口分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（8）氧化和工件角度对激光修复铸铁的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 球墨铸铁件的失效分析 |
| 1.3 激光现场修复的国内外研究现状 |
| 1.3.1 激光多角度修复的研究现状 |
| 1.3.2 开放条件下激光修复的研究现状 |
| 1.4 课题研究内容与技术路线 |
| 1.4.1 课题研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 第二章 试验材料、方法与设备 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 试验材料 |
| 2.3 试验方法 |
| 2.3.1 试验设备 |
| 2.3.2 气帘保护下熔池上方气氛的氧含量测试方法 |
| 2.3.3 无气帘保护和气帘保护下激光重熔铸铁的试验方法 |
| 2.3.4 研究温度和时间对球墨铸铁表面氧化影响的试验方法 |
| 2.3.5 保护气侧吹对熔覆层上方气氛氧含量影响的试验方法 |
| 2.3.6 激光熔覆头竖直向下时基板的倾角对熔覆层影响的试验方法 |
| 2.3.7 激光熔覆头垂直基板时基板的倾角对熔覆层影响的试验方法 |
| 2.4 分析测试设备 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 激光修复球墨铸铁过程中氧化的行为研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 激光重熔铸铁产生气孔的机理研究 |
| 3.2.1 无气帘保护和气帘保护条件下激光重熔球墨铸铁 |
| 3.2.2 无气帘保护和气帘保护条件下激光重熔灰铸铁 |
| 3.2.3 气帘保护下激光重熔真空热处理后的铸铁 |
| 3.3 气帘保护装置的设计 |
| 3.3.1 环形送粉的气帘保护装置设计 |
| 3.3.2 四孔同轴送粉的气帘保护装置设计 |
| 3.3.3 保护气和载粉气对熔池上方气氛中氧含量的影响 |
| 3.3.4 气帘保护气流量对熔池上方气氛中氧含量的影响 |
| 3.3.5 气帘保护的气路宽度对熔池上方气氛中氧含量的影响 |
| 3.3.6 惰性气体的纯度对熔池上方气氛中氧含量的影响 |
| 3.3.7 四孔同轴送粉装置的气帘保护气对送粉的影响 |
| 3.4 热累积温度对已沉积区域氧化的影响研究 |
| 3.4.1 温度和时间对球墨铸铁表面氧化的影响研究 |
| 3.4.2 保护气侧吹对已沉积区域氧含量的影响研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 工件角度对激光修复球墨铸铁的影响研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 激光熔覆头竖直向下时基板的倾角对熔覆层的影响 |
| 4.2.1 2000W激光熔覆不同倾斜角度的基板 |
| 4.2.2 700W激光熔覆不同倾斜角度的基板 |
| 4.3 激光熔覆头垂直基板时基板的倾角对熔覆层的影响 |
| 4.3.1 倾斜角度对熔覆层形貌的影响 |
| 4.3.2 倾斜角度对石墨和气孔的影响 |
| 4.4 激光熔覆头仰角修复对熔覆层的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 1 作者简历 |
| 2 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
| 3 参与的科研项目及获奖情况 |
| 4 发明专利 |
| 学位论文数据集 |
（9）高强度高塑性球墨铸铁车辆制动用杠杆的研制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题的背景意义 |
| 1.2 汽车制动铸件材质的发展 |
| 1.2.1 灰铸铁 |
| 1.2.2 蠕墨铸铁 |
| 1.2.3 球墨铸铁 |
| 1.2.4 车辆制动用杠杆材质的选择 |
| 1.3 球墨铸铁的发展与研究现状 |
| 1.3.1 球墨铸铁国外发展概况 |
| 1.3.2 球墨铸铁国内发展概况 |
| 1.3.3 高强度球墨铸铁的国内外进展 |
| 1.4 元素成分对球墨铸铁的影响 |
| 1.5 本论文研究内容 |
| 第2章 实验方法 |
| 2.1 实验方案与技术路线 |
| 2.1.1 实验方案 |
| 2.1.2 技术路线 |
| 2.2 试验材料 |
| 2.2.1 熔炼原材料 |
| 2.2.2 基本元素成分 |
| 2.2.3 球化剂的选择 |
| 2.2.4 孕育剂的选择 |
| 2.3 球墨铸铁的制备 |
| 2.3.1 熔炼过程 |
| 2.3.2 试样的制备 |
| 2.4 组织检测与性能检测 |
| 2.4.1 成分及组织检测设备 |
| 2.4.2 石墨球化率、球化等级测定 |
| 2.4.3 力学性能检测 |
| 2.4.4 耐磨性检测 |
| 第3章 Mn对球墨铸铁组织和力学性能的影响 |
| 3.1 成分设计 |
| 3.2 Mn对球墨铸铁组织的影响 |
| 3.2.1 石墨形态分析 |
| 3.2.2 基体组织分析 |
| 3.3 Mn对球墨铸铁力学性能的影响 |
| 3.3.1 布氏硬度检测 |
| 3.3.2 抗拉强度和延伸率检测 |
| 3.3.3 SEM断口形貌分析 |
| 3.4 Mn对铸态球墨铸铁的强化机理 |
| 3.4.1 Mn对珠光体含量的影响机理 |
| 3.4.2 XRD物相分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 Cu、Ni对球墨铸铁组织和力学性能的影响 |
| 4.1 Cu对球墨铸铁组织和力学性能的影响 |
| 4.1.1 成分设计 |
| 4.1.2 Cu对球墨铸铁组织的影响 |
| 4.1.3 Cu对球墨铸铁力学性能的影响 |
| 4.2 Cu、Ni合金化对力学性能和基体组织的影响 |
| 4.2.1 力学性能分析 |
| 4.2.2 球墨形态分析 |
| 4.2.3 基体组织分析 |
| 4.2.4 SEM分析 |
| 4.3 合金化对球墨铸铁耐磨性的影响 |
| 4.3.1 摩擦系数 |
| 4.3.2 磨损失重量 |
| 4.3.3 磨损表面微观分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 实际生产应用及效果 |
| 第6章 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及成果 |
| 致谢 |
（10）汽车覆盖件模具用高强度合金球墨铸铁的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景 |
| 1.2 课题研究的意义 |
| 1.3 汽车覆盖件冲压模具材料的性能要求 |
| 1.4 汽车覆盖件模具常用材料 |
| 1.4.1 汽车覆盖件模具用铸钢 |
| 1.4.2 汽车覆盖件模具用铸铁 |
| 1.5 球墨铸铁 |
| 1.5.1 球墨铸铁的发展 |
| 1.5.2 球墨铸铁的组织和性能 |
| 1.5.3 高强度合金球墨铸铁研究现状 |
| 1.5.4 球墨铸铁的应用 |
| 1.6 本文研究内容 |
| 第2章 试验材料及方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 技术路线 |
| 2.3 试验材料 |
| 2.3.1 化学成分的选择 |
| 2.3.2 原材料的选择 |
| 2.3.3 原材料的处理 |
| 2.4 试验仪器与设备 |
| 2.5 试验过程 |
| 2.5.1 球墨铸铁液的熔炼 |
| 2.5.2 试样制备及取样 |
| 2.6 表征与测试 |
| 2.6.1 成分测定 |
| 2.6.2 组织观察 |
| 2.6.3 力学性能检测 |
| 第3章 合金元素对球墨铸铁组织和力学性能的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 不同含量Cu元素对球墨铸铁组织和力学性能的影响 |
| 3.2.1 球墨铸铁的石墨形态 |
| 3.2.2 Cu元素对球墨铸铁基体组织的影响 |
| 3.2.3 Cu元素对球墨铸铁力学性能的影响 |
| 3.2.4 Cu元素对铸态球墨铸铁强化机制 |
| 3.3 不同含量Ni元素对球墨铸铁组织和力学性能的影响 |
| 3.3.1 球墨铸铁的石墨形态 |
| 3.3.2 Ni元素对球墨铸铁基体组织的影响 |
| 3.3.3 Ni元素对球墨铸铁力学性能的影响 |
| 3.3.4 Ni元素对铸态球墨铸铁强化机制 |
| 3.4 球墨铸铁中Cu、Ni元素含量的优化 |
| 3.4.1 球墨铸铁Cu、Ni含量优化流程 |
| 3.4.2 球墨铸铁的石墨形态 |
| 3.4.3 优化过程中基体组织的变化 |
| 3.4.4 优化过程中力学性能的变化 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 冷却速度对球墨铸铁组织和力学性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 壁厚不均引起的缺陷分析 |
| 4.3 实验过程 |
| 4.4 实验结果分析 |
| 4.4.1 冷却速度对球墨铸铁石墨形态的影响 |
| 4.4.2 冷却速度对球墨铸铁基体组织的影响 |
| 4.4.3 冷却速度对球墨铸铁力学性能的影响 |
| 4.5 冷却速度对球墨铸铁的影响机理 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 消失模铸造EPS、STMMA模样材料制备球墨铸铁 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 消失模铸造模样材料 |
| 5.3 实验过程 |
| 5.4 实验结果分析 |
| 5.4.1 不同模样材料制备的球墨铸铁石墨形态 |
| 5.4.2 不同模样材料制备的球墨铸铁基体组织 |
| 5.4.3 不同模样材料制备的球墨铸铁力学性能 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
| 致谢 |
四、铜对球墨铸铁组织和性能的影响（论文参考文献）
- [1]汽车转向节铸造成型数值模拟及工艺优化[D]. 介璐阳. 长春工业大学, 2021(08)
- [2]基于MAGMA的汽车轮毂支架铸造工艺研究[D]. 张梦琪. 长春工业大学, 2021(01)
- [3]QT450-10球墨铸铁强韧化处理和性能研究[D]. 佟立丰. 大连理工大学, 2021
- [4]硅固溶铸态铁素体球铁组织及性能的研究[D]. 周宏伟. 合肥工业大学, 2021(02)
- [5]汽车覆盖件模具用球墨铸铁材料设计及其性能研究[D]. 秦强波. 安徽工程大学, 2020(04)
- [6]Nb、Sb对球墨铸铁组织及力学性能的影响研究[D]. 王志强. 吉林大学, 2020(08)
- [7]Ni及退火工艺对低温高韧性球墨铸铁组织和性能的影响[D]. 于明基. 哈尔滨理工大学, 2020(02)
- [8]氧化和工件角度对激光修复铸铁的影响[D]. 方铮. 浙江工业大学, 2020(08)
- [9]高强度高塑性球墨铸铁车辆制动用杠杆的研制[D]. 王尧. 安徽工程大学, 2019(09)
- [10]汽车覆盖件模具用高强度合金球墨铸铁的研究[D]. 邵悦翔. 安徽工程大学, 2019(08)