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玛钢管件搬运过程影响的研究

文章出处:责任编辑:人气:-发表时间:2019-01-26 18:03【

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玛钢管件搬运过程影响的研究

玛钢铸件生产过程是:首先浇注成白口铸铁件,然后经可锻化退火(可锻化退火使渗碳体分解为团絮状石墨)而获得可锻铸铁件。通常玛钢铸态组织状态为白口铸铁,偏向于脆性,因此,搬运过程会对其产生影响,为验证搬运过程的影响,卡耐夫将通过冲击试验来模拟搬运过程的冲击作用。


玛钢管件.jpg

试验内容


熔炼浇注无铸造缺陷的试样共4个,并分别记录试样熔炼温度,做好对应的试样编号。选取其中2个试样按照现阶段的退火工艺,进行退火试验。退火过程中做好标记。其中2个试样保留铸态。然后分别将2个退火态试样和2个铸态试样通过线切割机加工成10×10×55mm的冲击试样,(参照GBT 229-2007金属材料夏比摆锤冲击试验方法),然后再将准备好的无缺口冲击试样进行摆锤冲击试验,记录试样的冲击功。对比铸态玛钢冲击韧性和热处理后玛钢冲击韧性指标,以此说明搬运过程的影响。


通过扫描电镜对冲击试样的断口进行观察分析,判定其断裂方式和断裂类型。同时也制备金相试样,通过扫描电镜观察和分析铸态金相组织和退火态金相组织,判定现有工艺试样微观组织状态是否正常。


试块.png

试验结果分析


冲击情况

冲击试样选自直浇道与内浇道交叉位置,具体试验如图所示。冲击试验结果表明,铸态试样冲击功平均值为2J/cm2;退火态试样冲击功平均值为9J/cm2。通过肉眼观察断口,铸态断口为全白口,退火态组织断口为黑绒断口。根据冲击功结果可以说明,铸态下试样基本没有抗冲击性,因此在搬运过程如果经过类似冲击,抛扔等,容易形成裂纹。


冲击结果.png


下表为文献[1]所示的冲击功数值,可以看出经过合理的热处理后,试样的常温下,冲击功可以达到73-82J/cm2。由此推测,可以优化材料成分以及退火工艺来获得高韧性的玛钢管件

表.png

铸态组织分析

试样选自直浇道与横浇道连接位置,对试样进行金相组织分析,如图所示,图(a)为50倍下铸态金相组织,可以看出典型的枝晶形貌。图(b)和图(c)显示铸态组织为变态莱氏体(白色网状渗碳体+黑色部分片层珠光体组织)。组织状态为脆硬相,韧性极差。

a.png

b.png

c.png

退火态组织分析

对铸态组织进行退火处理,如图所示为退火后金相组织(50倍),该组织主要是珠光体+少量石墨。可以发现该处理后石墨球数量极少,说明退火不充分,产生该现象的原因是由于试样选自直浇道,直浇道道尺寸相对于薄壁件要厚大,因此,需要的退火时间也就更长,这也就导致了在同样的条件下,即使管件满足退火条件了,而直浇道试样也有可能不满足条件。

退火图.png

结论

1.  铸态宏观下观察为白口组织,金相组织为变态莱氏体(白色网状渗碳体+黑色部分片层珠光体组织),冲击功仅为2J/cm2,该状态下试样基本没有抗冲击性,因此在搬运过程如果经过类似冲击,抛扔等,容易形成裂纹。

2.  退火态试样冲击功平均值为9J/cm2,相比较其他文献的冲击功也较低,未来将通过优化退火工艺及合金成分,进一步提高退火态冲击韧性指标。

参考文献

刘金海, 楼恩贤, 方刚, et al. 球墨可锻铸铁与可锻铸铁的冲击韧性对比[J]. 材料科学与工艺, 1993(1):1-5.

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