柴油机缸盖用CE、Cu 、Cr、Mo合金铸铁的组织性能研究
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柴油机
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柴油机缸盖用CE、Cu 、Cr、Mo合金铸铁的组织性能研究,柴油机,缸盖,ce,cu,cr,mo,合金,铸铁,组织性,研究,钻研
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中期报告题目：柴油机缸盖用 CE、Cu 、Cr、Mo合金铸铁的组织性能研究1.本文主要研究内容1.研究 CE、Cu 、Cr、Mo 合金元素对铸铁的力学性能影响；2.研究 CE、Cu 、Cr、Mo 合金元素对铸铁的金相组织分析；2.实验内容与结果2.1 实验合金元素及因素水平表表2.1因素水平表因素 CE Cu Cr Mo1 3.9 0.4 0.2 0.152 4.0 0.5 0.3 0.253 4.1 0.6 0.4 0.352.2 熔炼及浇注工艺流程熔炼在 GGW-0.012 中频感应熔炼炉中进行。先将生铁与废钢置于炉内进行升温、熔化，至 1300左右时加入其它合金，当升温至 14001450 左右出炉。孕育剂采用冲入法，即孕育剂埋入浇包底部凹坑内，用铁液冲溶吸收。故孕育处理也是非常重要的一个环节，作用主要有：1）消除结晶过冷倾向，减少自由渗碳体；2）提供足够的石墨晶核，增加共晶团数，使石墨呈细小均匀分布，提高力学性能；孕育剂采用 75 硅铁，一次孕育。在出炉前，加入孕育剂（其中，孕育剂的量为 0.5%、粒度为 58mm） 。浇注时，采用冲入法。浇铸过程操作人员要穿戴好防护服，防止灼伤。浇铸速度要迅速防止铁液在浇包内凝固。2.3 造型2.3.1 圆棒试样直径 18mm的圆棒状试样，如图 2.3 所示：（a）试样侧视图 （ b）底箱浇道图 2.3 圆棒状试样该试样选取砂型，将石英沙、粘土、水按一定比例在混沙机中混合均匀，抗拉伸试样的砂型采用四箱造型，在箱底挖直浇道。2.4 试样的制备1、金相试样的制备：金相试样：在阶梯试样的四个不同层截取矩型块。经过砂轮打磨平整后，试样逐一由粗砂纸，240，400，800 ，1000。磨过之后，再将试样在抛光机上进行抛光。试样抛好后，在光学显微镜下观察并照金相照片。再将试样在 4%的硝酸酒精中腐蚀 5 秒，在光学显微镜下观察基体组织并照金相照片。2、拉伸试样的制备：将浇注好的圆棒试样加工成如图 2.4 所示的拉伸试样：图 2.4 金属室温拉伸试样2.5 力学性能的测定拉伸实验是在 WE10 万能电子实验仪上进行的，试验机拉伸速度为10mm/min，断口另备扫描电镜用。硬度实验是在布氏硬度机上测试。在每一个试样上打上三个硬度点，最后取三个堤岸硬度的平均值。3.实验结果3.1 CE、Cu、 Cr、Mo 对合金铸铁力学性能的影响表 3.1 各合金元素对棒状试样硬度和拉伸强度因素试样号 CE Cu Cr Mo 布氏硬度 抗拉强度1 3.9 0.4 0.2 0.15 213.6 279.62 3.9 0.5 0.3 0.25 239.6 308.33 3.9 0.6 0.4 0.35 226.6 290.04 3.95 0.6 0.4 0.15 223.7 275.45 3.95 0.4 0.3 0.25 226.5 283.46 3.95 0.5 0.2 0.35 218.8 260.07 4.0 0.5 0.3 0.15 206.5 210.08 4.0 0.6 0.2 0.25 202.5 222.59 4.0 0.4 0.4 0.35 211.5 202.7由表 3.1 数据分析做出棒状材料硬度的极差分析表表 3.2 硬度极差分析因素 CE Cu Cr Mo硬度 K1 226.6 214.6 211.6 217.2硬度 K2 223.0 222.8 225.0 221.6硬度 K3 206.9 218.9 219.8 217.6硬度 R 19.7 8.2 13.4 4.4由表 3.2 硬度的极差分析可以知道 CE 是影响硬度的主要因素；影响的强弱依次顺序是 CECrCuMo。由表 3.1、表 3.2 绘制出下图 图 3.1 各因子水平的变化对硬度的影响曲线 由图 3.1 可以看出随着 CE 的增加硬度逐渐下降，随着 Cu、Cr、Mo 的含量上升硬度呈现倒“V” 。由表 3.1 数据分析做出棒状材料硬度的极差分析表 表 3.3 强度极差分析因素 CE Cu Cr Mo强度 K1 292.6 255.0 254.0 255.2强度 K2 272.9 271.4 262.1 259.4强度 K3 211.7 250.9 261.1 262.6强度 R 80.9 20.5 8.1 7.4由表 3.3 强度的极差分析可以知道 CE 是影响硬度的主要因素；影响的强弱依次顺序是 CECuCrMo由表 3.1、3.3 绘制出下图图 3.2 各因子水平的变化对抗拉强度度的影响曲线 由图 3.2 可以看出随着 CE 的增加抗拉强度逐渐下降，随着 Cu、Cr、Mo的含量上升硬度呈现倒“V” 。通过上述分析，综合考虑合金综合力学性能，最终选取合金最优水平为：CE=3.9、Cu=0.5、Cr=0.3、Mo=0.354.存在问题及解决措施目前只是单从力学性能方面确定了最优水平，下面还需要从金相显微组织方面做以确定，对未腐蚀金相以及 4%的硝酸酒精腐蚀进行
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