一、大型球墨铸铁铸件金相试样的制备（论文文献综述）
周力威[1]（2014）在《强化大断面球墨铸铁的预处理和孕育工艺研究》文中研究表明由于凝固冷却速度缓慢，大断面球墨铸铁件的中心部位常出现碎块状石墨等现象，这大大降低了铸件心部的力学性能。在过去的40多年里，国内外科研工作者在提高大断面球墨铸铁件综合性能方面做了大量的研究，也取得了很大的进展。本文首先研制了一台1500-300型大断面铸件凝固模拟试验机，以课题组之前在工厂现场浇注的Φ590×800mm的大断面球墨铸铁件为参考，利用该装置控制模拟大型铸件的凝固过程，实现了对大断面铸件凝固过程的物理模拟。在此基础上，本文进一步研究了稀土元素镧La、微量元素锑Sb以及自配随流孕育剂对模拟铸件组织与性能的影响，分析了铸件的凝固过程、组织形貌和力学性能，探讨了铸件中碎块状石墨的形成原因及减少碎块状石墨形成的方法。本文主要结论如下：（1）研发的“1500-300型大断面铸件凝固模拟试验机”结构简单合理、使用方便、操作安全、功能多样，能够开展多种热处理工艺方面的研究。利用1500-300大断面铸件凝固模拟试验机能够较好地控制炉膛内模拟铸件的冷却过程，可实现对大断面球墨铸铁件（尺寸Φ590×800mm）距铸件中心170mm处的物理模拟。且模拟冷却曲线与实际大断面球墨铸铁件的冷却曲线的相对误差在2.1%以内。（2）添加0.1%的稀土La能使大断面球墨铸铁件中的石墨形态好转，并使综合力学性能得到提升。在模拟铸件中添加0.1%La同时添加0.03%Sb，则所得铸件石墨形态最圆整，且抗拉强度达到448.8MPa，较原始对比铸件提高了11.5%，断后延伸率达到8.6%，提高了19.4%。在模拟铸件中添加0.1%La同时添加0.05%Sb，所得铸件石墨形态和力学性能比原始对比铸件好，但要差于添加0.1%La和0.03%Sb的铸件。（3）不同孕育剂情况下，随流孕育工艺都能使大断面球墨铸铁件的石墨更为圆整，且力学性能均有一定的改善。其中，添加CeO2的试样抗拉强度，断后延伸率和硬度分别达到543.5MPa、4%和229HB，比原始对比试样分别提高6.5%、14.3%和9.5%。（4）含CeO2、BaO等化合物的孕育剂，虽然能在一定范围内提高球墨铸铁件的石墨圆整度和力学性能，但性能提升幅度有限，且此类简单化合物与铁液的相溶性较差，阻碍了其孕育作用的发挥。
邓宇[2]（2013）在《不同预处理、孕育工艺对大断面球墨铸铁组织性能的影响》文中研究表明大断面球墨铸铁件（通常指壁厚大于100mm）由于心部及热节处冷却缓慢，常常导致该处出现诸如碎块状石墨等畸变石墨，导致铸件的综合力学性能严重降低。一直以来，相关领域的国内外工作者对大断面球墨铸铁中的碎块状石墨问题进行了大量研究，都力图通过从化学成分及生产工艺的角度解决这一业界难题。本文中利用1500℃组合式多功能电阻炉控制小型铸件的凝固冷却速度，模拟了大断面球铁的凝固过程。通过改变球化剂粒度，采取不同的预处理剂、不同的二次孕育剂方法，探究了这些工艺措施对大断面球铁模拟铸件的组织和力学性能的影响，得到的主要结论如下:（1）随着球化剂粒度的降低，模拟铸件的石墨球数量略有增加，尺寸减小，铸件的力学性能得到明显提高。对于采用体平均粒度为40μm的球化剂的模拟铸件，其抗拉强度、布氏硬度和伸长率为523.9MPa、244HB和3.48%，比采用粒度为3-5mm的模拟铸件分别提高了21.16%、6.55%和48.09%。（2）与原工艺相比，采用两种预处理工艺均可以增加石墨球数量、提高球化率，进而提高铸件的力学性能。其中采用0.2wt%的INOCULIN390预处理剂的铸件抗拉强度和伸长率为515.9MPa和3.64%，分别提高了19.3%和54.9%；采用0.3wt%的K/Na—RE预处理剂的铸件的抗拉强度和伸长率为475.6MPa和3.36%，分别提高了9.99%和42.98%。实验结果表明，采用INOCULIN390作为预处理剂效果更佳。（3）大断面球墨铸铁中的非碎块状石墨区域单位面积内的二次石墨球数NA应控制在一定的范围内，过度孕育反而会促进碎块状石墨的增多，导致铸件抗拉强度的降低。（4）二次孕育工艺有助于改善大断面球铁的石墨组织和力学性能。所采用的四种孕育剂由于化学成分的差异，导致其所具备的形核能力也并不相同：S/O孕育剂和Si/Ba/Ca孕育剂的效果较好，模拟铸件中碎块状石墨区域明显减少、球化率较高；而在分别采用了FeSi和SiC的模拟铸件中，碎块状石墨相对较多，铁素体含量略有增加，导致铸件抗拉强度较低，但伸长率较高。其中添加了SiC的模拟铸件伸长率达到最大值3.69%。实验结果表明，采用S/O孕育剂可以使铸件获得最佳的综合力学性能。
郭新光[3]（2016）在《高硅固溶强化球墨铸铁的研究》文中研究说明球墨铸铁由于其较低的生产成本,良好的力学性能等特点,在工业机械构件中已得到了广泛的应用。这些机械构件主要应用于对材料要求较高的工作条件,如受力比较复杂,较高的强度、较高的韧性和耐磨性等。广泛应用在汽车行业的曲轴、汽缸盖;燃汽轮机行业的进排气缸等零部件上。由于球墨铸铁使用行业的特点,因此对于零部件的产品质量要求也非常高,除常规的力学性能要求外,还要有耐高温或低温、耐腐蚀性、耐机械冲击以及良好的尺寸稳定性等。随着对于球墨铸铁材料的进一步研究,许多铸钢材料、灰口铸铁已经被球墨铸铁所取代,球墨铸铁已发展成为一种非常重要的工程材料。随着科学技术的进一步发展,铸铁生产技术也在不断创新,目前生产的球墨铸铁牌号有QT400-18、QT500-7、QT600-3、QT700-2等材料。QT500-7、QT600-3基体组织中含有30%60%珠光体,采用此类球墨铸铁的抗拉强度高,但其屈服强度和伸长率较低。另外QT500-7、QT600-3球墨铸铁与QT400-18全铁素体基体球墨铸铁相比,其加工性能比较差,由于基体组织中含有一定量的珠光体,因此对于加工刀具磨损相对其它球墨铸铁磨损较大。为了获得更高抗拉强度、屈服强度、伸长率及更好的加工性能的球墨铸铁,本论文充分利用硅元素的固溶强化作用,选择Ba Si孕育剂对铁液进行孕育处理,Fe Si Mg球化剂对铁液进行球化处理,即通过固溶某种溶质元素来形成固溶体从而强化金属。利用硅元素溶入铁液中形成固溶体,其固溶体中溶质原子造成晶格畸变,从而增加位错运动的阻力,阻碍位错运动,进而增加固溶体的强度与硬度。当溶质原子的浓度处于适当范围时,合金的强度和硬度可以明显提高,但合金的塑形和韧性会降低。试验研究证明,利用硅元素固溶强化,在铁液中保证一定量的硅含量,已经成功的研发出了生产QT500-14、QT600-10全铁素体基体牌号的球墨铸铁工艺方法,获得了较高牌号的球墨铸铁材料,解决了该材料屈服强度、伸长率较低以及加工性能差等问题。
李永健[4]（2019）在《球墨铸铁件激光增材再制造组织演变规律及性能控制》文中提出球墨铸铁具有较高的强韧性、优异的抗冲击性、减震性、耐磨性以及耐腐蚀性等性能,广泛应用于工程工业领域及国防领域中的重要构件中,如大型舰船发动机、车辆发动机以及大型曲轴等。然而球墨铸铁件在实际服役过程中,容易出现“砂眼”暴露、开裂、磨损、腐蚀及“掉块”等损伤缺陷,造成装备的失效。球墨铸铁件的再制造问题一直是行业内面临的巨大难题,传统的电弧焊接修复工艺复杂,成本高,操作环境差并且再制造质量很难满足实际应用需求,尤其是对于精密球墨铸铁件和高性能球墨铸铁件的再制造,传统的电弧焊接修复技术很难适用。激光再制造技术作为近些年新兴的技术手段,在控制稀释率、基体热损伤以及实现精密再制造等方面具有传统电弧焊接修复方法不具备的技术优势,因此激光再制造技术为高性能球墨铸铁件的高质量再制造提供了技术可行性。本文针对高性能球墨铸铁件的激光增材再制造,首先从激光增材再制造粉体材料出发,设计开发了在物性和力学性能等多方面和球铁件能够匹配并且适用于球铁件激光增材再制造的合金粉末;探明了球墨铸铁件激光增材再制造过程中的组织演变特征和规律;采用多种工艺手段结合,实现了再制造过程中气孔和裂纹等缺陷的控制;建立了激光增材再制造过程中组织演变特征和热循环的对应关系;采用界面成分调控等手段实现了界面组织结构的优化;设计了预置-送粉复合等再制造方法,实现了界面白口化的消除;针对激光增材再制造球铁件,对硬度、抗拉强度等性能进行了综合评价考核,并在大型船舶发动机缸体上开展了实际再制造工程应用。为了探明球墨铸铁件激光再制造过程中复杂的组织结构演变机制,本文从单道熔覆、多层多道以及凹坑修复等多个角度研究球墨铸铁件激光再制造过程中的组织演变行为。利用ANSYS有限元模拟,系统研究了激光增材再制造过程中的温度循环特征,建立了温度循环和组织结构演变的对应关系,探明了球墨铸铁件激光再制造过程中半熔化区及热影响区组织结构演变机理。针对球墨铸铁件体积损伤的再制造问题,本文结合有限元模拟方法,系统地研究了球墨铸铁件激光再制造过程中不同坡口类型下的开裂行为和开裂机制,优化出了获得最小应力应变的工艺策略。同时设计制备了具备低膨胀特性的粉体材料,获得了镍铜合金+低膨胀合金的复合成形层,大大降低了球铁激光再制造出现的开裂倾向,实现了深度近7mm凹坑的激光增材再制造。针对球墨铸铁件激光增材再制造过程中的界面行为,本文对界面元素的分布特征和扩散行为进行了系统研究,建立了基于石墨球碳扩散的多种壳体结构模型。构建了激光再制造过程中石墨球碳扩散方程以及典型双壳结构和单壳结构的壳体生长方程,为界面白口化的预判和控制提供了理论依据。同时结合有限元模拟的方法,研究了界面区域热损伤行为,并阐明了界面热损伤的影响因素,建立了热损伤和组织结构的对应关系。针对界面白口化的控制问题,本文提出了界面成分调控方法,采用C、Al以及C/Al复合三种成分调控方式对界面组织状态进行改善,结果表明界面白口化的程度明显降低,石墨球周围的莱氏体壳最小平均厚度由30-50μm降低到10μm以内,界面状态得到明显改善。为了进一步消除界面白口组织,本文采用常规熔覆、预置粉末以及预置粉末+送粉复合等多种方法对球墨铸铁件进行激光增材再制造。结果表明,采用上述方法可以形成钎焊界面和微熔界面两类界面特征,界面的白口化可以完全消除,界面区域马氏体含量明显降低,由常规的粗大针状马氏体变为细小的板条马氏体,界面的平均硬度和最高硬度明显下降,单道成形的最高硬度可以控制在500HV以下。发现了预置粉末成形过程中出现的几种典型界面特征,从热力学角度探明了各类界面特征形成的理论机制。为了研究激光增材再制造球墨铸铁件的实际效果,本文从硬度、抗拉强度、冲击韧性、耐磨性及色差等方面对再制造的球墨铸铁件进行了综合评定,同时针对大型船舶球墨铸铁发动机缸体进行了激光增材再制造实际工程应用,成功对缸体多个部位出现的砂眼及磨损等多种缺陷进行了再制造。结果表明,激光增材再制造之后,无裂纹和明显气孔缺陷,各方面性能均不低于基体,完全实现了高性能球墨铸铁件的高质量再制造。
李桐桐[5]（2013）在《球墨铸铁中碳元素扩散系数的计算及分析》文中提出球墨铸铁作为一种重要的铸造金属材料,广泛应用于机械制造、矿山冶金、石油化工和国防工业等行业,并逐步替代铸钢件。球墨铸铁经球化和孕育处理之后,其中的石墨呈球状,减少了对组织的割裂作用,因而其强度、塑性、韧性等机械性能得到有效的提高,其综合性能接近于钢。虽然球墨铸铁呈蓬勃发展的势头,但在生产过程中出现了一些不容忽视的问题。球墨铸铁中石墨球的形态和数量是影响铸件性能的重要因素,如何保证铸件中石墨球呈现良好的状态以及足够的数量是一个值得关注的问题。而石墨球是金属液中的碳元素向核心扩散长大形成的,通过研究碳元素的扩散达到控制石墨大小和形态的效果,获得性能良好的铸件是一个至关重要的问题。本文主要从三个方面研究影响球墨铸铁中球状石墨形貌的因素,这三个因素分别是：冷却速度、碳元素的含量以及硅、镍、铬元素的含量。本文中,浇注楔形铸件以达到控制冷却速度的目的,借助S型电偶和无纸测温记录仪记录铸件温度变化,而后利用铸造模拟软件模拟切割好的金相试样的冷却曲线,从而获得冷却时间和共晶温度；借助金相分析软件处理金相照片,获得球状石墨的平均直径；根据球状石墨生长模型,计算出球墨铸铁中碳在奥氏体中的扩散系数,并为球墨铸铁的凝固模拟提供计算依据。并从冷却速度的角度分析石墨畸变产生的原因。按照不同的碳元素含量配料,浇注出含碳量不同的铸件,利用相同的方法得到球状石墨的生长参数,计算出球墨铸铁中碳元素在奥氏体中的扩散系数。通过拟合扩散系数与温度的关系,发现二者符合阿伦尼乌斯关系式。在不同含碳量条件下,温度对扩散系数的影响是不同的,温度越高,其影响越大。当温度很低时,这种影响几乎可以忽略不计。另外还从碳元素含量的角度对石墨畸变现象进行分析。对于球墨铸铁组成中含量较少的硅、镍、铬元素,分别控制其加入的含量,起到改变组成的效果。借助S型热电偶和纸测温记录仪记录铸件温度变化,获得不同组成的冷却曲线,通过对金相照片的分析,研究了这些元素的含量对球状墨形貌和尺寸的影响,同时验证了冷却速度对球状石墨形貌和尺寸的影响。
王广建[6]（2014）在《硅对风电低温高韧性铸态球墨铸铁组织及性能的影响》文中提出低温高韧性球墨铸铁作为一种优良的工程材料，在风电设备中的一些关键零部件如轮毂、锥形支撑等方面应用广泛。风电设备恶劣的工况条件对材料的低温冲击韧性有严格要求。本课题通过控制低温高韧性球墨铸铁的硅含量，研究了硅对其组织和性能的影响。针对风力发电机组锥形支撑铸件的技术要求，分析了其铸造生产的工艺难点，通过控制Si含量等技术措施，满足了各项技术要求，实现了该类铸件的批量生产。低温高韧性球墨铸铁铸态下的组织为铁素体+珠光体+球状石墨+极少量渗碳体。石墨大小等级为6-7级，球化等级为1-2级。试样中的硅含量越高，组织中的石墨球就越多，石墨球径越小，在基体中的分布更加均匀。铸态试样的铁素体量随硅量的增加而增加。当Si量为1.80%以下时，试样铸态组织中出现渗碳体，其含量为1%；含Si量分别为1.81%、2.02%和2.18%的试样组织中无渗碳体。铸态试样的硬度、抗拉强度与组织中的珠光体含量及含Si量有关。含Si量为1.80%以下时试样铸态组织中珠光体量较多，且含有渗碳体，其硬度、抗拉强度较高，分别达到155HBW、420MPa；含硅量为1.81%、2.02%和2.18%试样的硬度、抗拉强度随硅量的增加逐渐升高。在所研究含Si量的范围内，含硅量为1.59%试样的-40℃条件下的冲击吸收功较低；含硅量为1.81%、2.02%和2.18%试样-40℃条件下的冲击吸收功随着含Si量的增加变化不明显，-40℃冲击吸收功均在15J以上，低温冲击韧性较好。通过对不同含硅量球墨铸铁的组织及性能的研究得出：含1.8%至2.2%Si试样的最终组织为全铁素体+细小、圆整的石墨球；试样具有良好的力学性能，其抗拉强度超过350MPa，伸长率超过22%；-40℃条件下冲击功超过15J；达到通用型风电球墨铸铁件的力学性能要求。
涂小天[7]（2019）在《CADI磨球成分设计及其热处理工艺优化》文中研究表明随着采矿业的发展,半自球磨机尺寸的增大,磨球的市场需求也,对磨球的综合力学性能的要求也逐年提高,含碳化物等温淬火球墨铸铁（CADI）磨球作为一种新型磨球在由于其优异的综合力学性能,逐渐在磨球市场中受到越来越多的关注,但CADI磨仍存在一些问题急需解决。本论文针对CADI磨球发生掉皮、破碎不耐磨等缺陷,在前期工作的基础上,通过对不同的Cr、Mn、Cu元素含量以及不同热处理工艺下,对CADI磨球使用使用彩色金相技术进行物相组织分析,通过研究其物相组成与物相形态的变化对CADI磨球的综合力学性能的影响,并对现有的CADI磨球进行成分和热处理的优化,试制了优化后的磨球。本文的研究结果表明,CADI磨球组织由贝氏体、马氏体、碳化物、残余奥氏体和石墨球组成,随着Cr含量的增加,CADI磨球中碳化物的含量增加,其形态逐渐向连续的块状组织转变,使CADI磨球的硬度增大,但其韧性也急剧恶化;随着Mn元素含量的增加CADI磨球中碳化物含量增加,稳定的残余奥氏体含量也有所增加,其硬度逐渐增大,韧性降低;随着Cu元素的增加,CADI磨球中贝氏体含量增加,CADI磨球的韧性增大,硬度降低。在相同的等温淬火温度下,使用920℃奥氏体化温度时,CADI磨球中贝氏体含量较900℃奥氏体化温度下高,在920℃奥氏体化温度下,其等碳化物的连续结构被破坏,碳化物含量下降,CADI磨球的韧性随着奥氏体化温度的上升而增加,其硬度随着奥氏体化温度的降低而减小。在相同的奥氏体化温度下,在245℃以下时,随着等温温度的上升CADI磨球中贝氏体和奥氏体含量上升,碳化物含量降低,CADI磨球的韧性上升,硬度下降,在245℃到260℃之间,随着等温淬火温度的上升CADI磨球组织中碳化物含量增加,贝氏体和马氏体由细小的针状组织变为竹叶状组织,其硬度上升,韧性有所下降。根据本文研究优化后的CADI磨球其化学成分为C:2.53.8wt%,Si:2.83.2%,Mn:1.45wt%,Cr:0.60wt%,Cu:0.60wt%,P:<0.03wt%,S:<0.03wt%,其加工硬化前的硬度在49.0HRC49.5HRC之间,其硬度均匀性提高,冲击韧性值为9.2J/cm2,其落球疲劳寿命为原磨球的一倍,其加工硬化能力为原CADI磨球的一倍,加工硬化后其硬度达到59.7HRC。
卫东海[8]（2014）在《高刚度低应力球墨铸铁的研究与应用》文中研究指明机床床身铸件的材质刚度、残余应力和变形是影响机床精度及精度保持性的重要因素,本研究以机床用QT600-3牌号球墨铸铁材质为研究对象,通过拉伸试验、金相检验、SEM分析和大量的残余应力测量等方法,系统地研究了合金元素（Cu、Mnk、Sn、Cr、Ni）、Si/C比、碳当量、时效处理等对球墨铸铁的弹性模量和残余应力的影响,研制出高刚度低应力QT600-3球墨铸铁的成分配方及生产技术,浇注了T型床身导轨试样以进行生产验证,并应用于横梁铸件的生产。研究结果如下：1)合金元素、Si/C比和珠光体对球墨铸铁的弹性模量均有较大的影响,球铁试样的弹性模量在147-182GPa之间,波动范围较大,且多低于160GPa；通过较高的Si/C比（0.55～0.60）和0.5～0.7%Cu-0.04～0.06%Sn-0.4～0.6%Mn复合合金化,可稳定得到抗拉强度≥600MPa、弹性模量≥160GPa的高刚度QT600-3球墨铸铁；2)球墨铸铁的残余应力随着碳当量的增加而降低,较低的打箱温度有利于降低其残余应力；铸态球铁试样的最大残余应力在53～146MPa之间,均高于50MPa且变化范围较大,容易导致铸件变形；“阶梯式升温降温法”的热时效处理能显著消除铸件的残余应力,热时效后QT600-3球墨铸铁的残余应力均低于50MPa；3)“较高的碳当量（4.40～4.60%）+较高的Si/C（0.55～0.60）+0.5～0.7%Cu、0.4～0.6%Mn复合合金化+低温打箱（≤300℃）+‘阶梯式升温降温法’热时效”是获得高刚度低应力QT600-3球铁的有效技术,该技术能使球铁稳定达到“抗拉强度≥600MPa、弹性模量≥160GPa、残余应力≤50MPa”的性能指标；4)采用以上技术所得的球铁T型床身导轨试样具有高的抗拉强度（705MPa）和弹性模量（176GPa）、硬度为HB234、伸长率为3.0%、珠光体含量为98%,最大残余应力为26.3MPa,其力学性能超过QT600-3球墨铸铁的指标要求,并成功生产了高刚度低应力QT600-3球墨铸铁横梁铸件。
蒋立鹏[9]（2018）在《Bi对铸态厚大断面球铁石墨形态和低温冲击性能的影响》文中研究说明基体为铁素体的球墨铸铁可以通过铸态的方式直接制备,具有强度高、低温下冲击韧性好和塑性高等特点,广泛应用于长期工作在低温环境下的大型机械的主要结构部件中,这些部件的壁厚往往超过100mm,属于厚大断面铁素体球铁铸件,由于其壁厚过大,导致各部分的凝固冷却速度不同,在其心部容易出现碎块状石墨等异型石墨,最终导致力学性能的下降。因此,研究碎块状石墨对厚大断面球墨铸铁性能的影响,以及如何改善石墨形态,为进一步提高厚大断面球墨铸铁力学性能提供可能。通过熔体保温的实验手段来延长熔体的凝固时间,从而对厚大断面铁素体球墨铸铁中石墨析出过程进行研究。研究表明:当熔体的凝固时间不超过4h时,石墨呈球状石墨的方式析出。当熔体凝固时间超过41h时,石墨呈碎块状石墨的方式析出。继续延长熔体的凝固时间,蠕状石墨和片状石墨相继出现。采用能谱分析了铸态组织中石墨球周围微量元素的分布,结果表明Mg、、La等除了与S等形成高熔点化合物作为石墨生长的异质核心外,还分布在球状石墨与基体之间。根据Wulf原理分析,由于微量元素Bi吸附在各个晶面上,所以使晶体的各晶面生长速度趋于一致,这样石墨的形状才会更圆整。通过电子理论对Bi元素的作用机理进一步分析得出,加入Bi之后,结构形成因子S值变大,也就说明自发形核的能力变强。根据余氏理论,其FC’D增大,C原子在铁液中扩散阻力增大,使石墨球数量增多。通过对200mm壁厚的立方体厚大断面的铸件不同位置进行取样,对组织与力学性能进行研究,发现添加元素Bi之后,石墨球数提高,石墨球尺寸减少。由于厚大断面铸件中心部位碎块状石墨的存在,其拉伸强度、冲击韧性和伸长率分别比其外侧低24.1%、76.5%和76.9%。当Bi的含量不超过0.011wt.%时,石墨形态改善,力学性能提高。观察中心部位的冲击断口发现表面上的韧窝大小和分布不均匀,存在着石墨共晶团脱落的现象。对厚大断面铁素体球铁铸件不同部位进行取样,在不同环境温度下进行示波冲击试验并绘制示波冲击曲线观察发现:在韧脆转变温度以上,随着环境温度的下降,裂纹扩展功减小,而裂纹形成功几乎无变化;在韧脆转变温度以下,随着环境温度的下降,裂纹形成功与扩展功大幅度减小。通过激光共聚焦显微镜对不同环境温度下的厚大断面球铁铸件冲击断口横截面的形貌进行三维重建与定量分析结果发现,冲击断口横截面的粗糙度随着环境温度下降而减小,其变化规律与冲击功随温度的的变化规律一致。随着碎块状石墨比例的增加,冲击功逐渐减小,试样断裂类型由韧性断裂经过混合断裂逐过度到脆性断裂。冲击试样断口金相原位观察了不同温度下厚大断面球铁裂纹萌生与扩展路径以及断口附近组织的演变规律,利用激光共聚焦显微镜分析了不同冲击温度对裂纹扩展路径的影响,冲击试样断口形态随着温度的降低趋于平滑。随着温度的降低裂纹扩展越易沿着碎块状石墨扩展。通过ANSYS对石墨之间进行受力分析,并与原位观察图进行对比观察发现,异型石墨有助于冲击过程中微裂纹的形成和裂纹的扩展。利用扫描电镜分析了不同温度下冲击断口附近滑移带分布,随着温度的下降,冲击断口附近位错滑移带逐渐更浅并减少,位错的滑移阻力增加。通过透射电镜对不同环境温度下的冲击断口周围的组织进行观察发现,位错组态由分散变化到相互缠结。
陈琳[10]（2015）在《风电用厚断面铁素体基球墨铸铁的组织控制与性能研究》文中进行了进一步梳理大断面铁素体球墨铸铁由于厚大部位冷却速度慢,凝固时间长,常出现石墨球数量少、球化不良、珠光体数量偏高等不良组织,严重影响球铁铸件的拉伸性能和低温韧性,限制了大型风电用球铁的发展。本研究主要针对低温高韧性球铁铸件,采用不同模数的大型实验铸件,通过探究二次孕育工艺、球化工艺、预处理工艺和Sb含量对实验铸件的组织性能影响,在保证足够的强度下,显著的提高了铸件的塑性和低温韧性。大断面球墨铸铁厚大部位存在组织性能不均匀性,实验铸件凝固时间最长的几何中心处组织和拉伸性能较好,低温韧性较差；中心面上存在一圈靠近边缘的环形区域,该区域的石墨球数量最少、尺寸最大,珠光体数量最多,拉伸性能和低温韧性最差,将其命名为“薄弱区”,应将该位置与中心位置的组织性能协同作为衡量工艺优劣的判据。二次孕育剂的孕育效果和抗衰退能力都会显著影响铸件的组织和性能,而微量添加元素对其孕育效果和抗衰退能力影响很大。Bi元素作为添加元素会显著改善孕育剂的孕育效果,但含Bi孕育剂的抗衰退能力较差,且0.002%的Bi就会导致模数为5cm的铸件薄弱区出现碎块状石墨：含微量S/O的二次孕育剂的抗衰退能力优异,采用0.2wt%的该孕育剂孕育的铸件中心处石墨球密集且圆整度高,薄弱区除个别粗大石墨球外,形态较好。轻稀土球化剂的稀土含量和Ce/La配比对铸件的组织性能影响很大,RE%=0.5%的纯镧系球化剂的球化效果较差,铸件厚大部位的石墨球数量少、形态差,铸件的低温韧性较差；稀土总量不变,Ce/La=2的铈镧混合球化剂的球化效果有所改善,但铸件薄弱区的珠光体量超标,铸件的塑性和低温韧性很差；将稀土总量提高到1%后,球化剂的球化效果显著改善,铸件厚大断面上石墨最多,珠光体数量最少,铸件的综合力学性能最好。预处理工艺可以显著改善大断面铁素体球墨铸铁件的组织性能。在原料熔化前采用0.2wt%的新型预处理剂对铁液进行预处理,与未预处理的铸件相比,360mm×360mm×360mm铸件薄弱区的石墨球数量提高了14%,珠光体量由5.8%降低到1.6%,延伸率从9.4%提高到12%,-20℃冲击值由7.4J提高到10.2J,-40℃冲击也提高了26%。微量元素Sb在抑制碎块状石墨的同时可以改善石墨球形态,提高铸件的综合力学性能,但Sb过量会导致铸件薄弱区珠光体量超标,影响其塑韧性。Sb的合适加入量与铸件的模数息息相关,当铸件模数小于或等于4cm时,50ppm的Sb加入量获得的综合力学性能最佳；而当铸件模数在4cm以上时,1OOppm的Sb加入量获得的拉伸性能和低温冲击韧性更加优异。改进工艺后,对于240mmx240mmx240mm铸件,中心处的拉伸强度为378.6MPa,延伸率达到了21.7%,-30℃、-40℃的低温冲击值分别为13.07J和9.4J；薄弱区的拉伸强度为369.8MPa,延伸率达到了16.3%,-30℃、-40℃的低温冲击值分别为11.1J和8.0J；对于36Ommx360mmx360mm铸件,中心处的拉伸强度为376.1MPa,延伸率达到了20.2%,-30℃、-40℃的低温冲击值分别为12.89J和9.09J；薄弱区的拉伸强度为364.2MPa,延伸率达到了14.3%,-30℃、-40℃的低温冲击值分别为9.09J和7.23J。
二、大型球墨铸铁铸件金相试样的制备（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、大型球墨铸铁铸件金相试样的制备（论文提纲范文）
（1）强化大断面球墨铸铁的预处理和孕育工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 球墨铸铁概述 |
| 1.1.1 球墨铸铁的产生及发展 |
| 1.1.2 球墨铸铁的凝固特性 |
| 1.2 球墨铸铁中石墨球的孕育核心研究 |
| 1.2.1 石墨球的成形及长大 |
| 1.2.2 石墨球的孕育核心 |
| 1.3 大断面球墨铸铁的应用与研究进展 |
| 1.3.1 大断面球墨铸铁的发展与应用 |
| 1.3.2 大断面球墨铸铁中碎块状石墨形成机理的研究进展 |
| 1.3.3 大断面球墨铸铁的化学成分及其作用 |
| 1.3.4 微量元素对碎块状石墨形成的影响 |
| 1.3.5 大断面球墨铸铁的常用研究方法 |
| 1.4 本课题的研究意义和内容 |
| 1.5 课题来源 |
| 第二章 实验材料及检测方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.3 材料的检测分析方法 |
| 第三章 1500-300 大断面铸件凝固模拟试验机的研制 |
| 3.1 1500-300 大断面铸件凝固模拟试验机的设计和制造 |
| 3.1.1 设备结构及原理 |
| 3.1.2 模拟试验机的主要技术参数及工作流程 |
| 3.2 物理模拟大断面铸件冷却凝固过程的实现 |
| 3.2.1 复合式坩埚的研制 |
| 3.2.2 模拟实验的实现 |
| 3.3 物理模拟大断面铸件凝固过程的有效性验证 |
| 3.3.1 模拟铸件与大断面铸件的冷却曲线对比 |
| 3.3.2 模拟铸件与大断面铸件的组织形貌及力学性能对比 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 稀土 La 和微量 Sb 对大断面球墨铸铁的组织及性能影响 |
| 4.1 实验方法 |
| 4.1.1 实验方案 |
| 4.1.2 实验材料 |
| 4.2 实验结果 |
| 4.2.1 稀土 La 和微量 Sb 对大断面球墨铸铁件微观组织的影响 |
| 4.2.2 稀土 La 和微量 Sb 对大断面球墨铸铁件力学性能的影响 |
| 4.3 微量元素的分布 |
| 4.4 微量锑和稀土镧对球墨铸铁的作用机制 |
| 4.5 讨论与分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 外加石墨孕育核心对大断面球墨铸铁组织及性能影响 |
| 5.1 实验方法 |
| 5.1.1 实验材料的选取 |
| 5.1.2 实验方案 |
| 5.2 实验结果 |
| 5.2.1 外加孕育核心对大断面球墨铸铁件显微组织的影响 |
| 5.2.2 外加孕育核心对大断面球墨铸铁件力学性能的影响 |
| 5.3 石墨球异质形核的原理分析 |
| 5.4 讨论与分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 全文结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学会期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（2）不同预处理、孕育工艺对大断面球墨铸铁组织性能的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 球墨铸铁 |
| 1.1.1 球铁的产生及发展 |
| 1.1.2 球墨铸铁的凝固特性 |
| 1.1.3 球墨铸铁中石墨球化的几种理论 |
| 1.2 球化工艺的研究进展 |
| 1.2.1 球化剂 |
| 1.2.2 球化处理方法 |
| 1.2.3 球化剂的制备方法 |
| 1.3 大断面球墨铸铁的应用与研究现状 |
| 1.3.1 大断面球墨铸铁的应用和发展 |
| 1.3.2 大断面球墨铸铁中碎块状石墨形成机理的研究进展 |
| 1.3.3 大断面球墨铸铁的实验研究方法 |
| 1.3.4 化学成分对大断面球墨铸铁组织和力学性能的影响 |
| 1.3.5 生产工艺对大断面球墨铸铁组织和力学性能的影响 |
| 1.4 本课题的研究意义和主要内容 |
| 1.5 课题来源 |
| 第二章 实验设备、材料及方法 |
| 2.1 实验设备 |
| 2.2 实验材料 |
| 2.3 实验方法 |
| 2.3.1 材料的制备方法 |
| 2.3.2 材料的检测分析方法 |
| 第三章 粉末压块球化剂对模拟铸件组织性能的影响 |
| 3.1 实验方法 |
| 3.1.1 实验方案 |
| 3.1.2 实验材料 |
| 3.2 实验结果 |
| 3.2.1 粉末压块球化剂对模拟铸件显微组织的影响 |
| 3.2.2 粉末压块球化剂对模拟铸件力学性能的影响 |
| 3.3 分析与讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 预处理工艺对模拟铸件组织性能的影响 |
| 4.1 实验方法 |
| 4.1.1 实验方案 |
| 4.1.2 实验材料 |
| 4.2 实验结果 |
| 4.2.1 预处理剂 INOCULIN 390 对模拟铸件组织和力学性能的影响 |
| 4.2.2 预处理剂 K/Na—RE 对模拟铸件组织和力学性能的影响 |
| 4.3 分析与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 二次孕育工艺对模拟铸件组织性能的影响 |
| 5.1 实验方法 |
| 5.1.1 实验方案 |
| 5.1.2 实验材料 |
| 5.2 实验结果 |
| 5.2.1 二次孕育工艺中采用不同孕育剂对模拟铸件显微组织的影响 |
| 5.2.2 二次孕育工艺中采用不同孕育剂对模拟铸件力学性能的影响 |
| 5.3 分析与讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 全文结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（3）高硅固溶强化球墨铸铁的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 球墨铸铁的发展 |
| 1.1.1 球墨铸铁的化学成分 |
| 1.1.2 球墨铸铁的基体组织和性能 |
| 1.1.3 球状石墨的形成机理及形成条件 |
| 1.2 球墨铸铁的应用 |
| 1.3 高硅固溶强化球墨铸铁的研究 |
| 1.3.1 国内外研究现状 |
| 1.3.2 影响固溶强化球墨铸铁材料的因素分析 |
| 1.4 课题背景及意义 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 第2章 实验材料及研究方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 铸造熔炼材料 |
| 2.1.2 铸造造型材料 |
| 2.2 实验设备 |
| 2.2.1 树脂砂混砂设备 |
| 2.2.2 熔炼设备 |
| 2.2.3 检测设备 |
| 2.3 铁液的熔炼和球化处理工艺 |
| 2.4 铸造工艺 |
| 2.5 化学成分分析方法 |
| 2.5.1 光谱仪分析法 |
| 2.5.2 化学分析法 |
| 2.6 微观组织检测 |
| 2.6.1 光学显微镜观察 |
| 2.6.2 扫描电镜观察 |
| 2.7 力学性能检测 |
| 2.7.1 拉伸实验 |
| 2.7.2 冲击实验 |
| 第3章 高硅固溶强化球墨铸铁的形成机理 |
| 3.1 化学成分选择 |
| 3.1.1 CE值 |
| 3.1.2 Si元素 |
| 3.1.3 Mn |
| 3.1.4 P |
| 3.1.5 Cu |
| 3.1.6 S |
| 3.1.7 Mg |
| 3.2 熔炼工艺选择 |
| 3.2.1 炉料配比的选择 |
| 3.2.2 球化剂的选择 |
| 3.2.3 孕育剂的选择 |
| 3.3 实验方案、结果及分析 |
| 3.3.1 QT500-14实验方案一 |
| 3.3.2 QT500-14实验方案二 |
| 3.3.3 QT500-14试验方案三 |
| 3.3.4 QT600-10试验方案四 |
| 3.4 试验应用 |
| 3.4.1 生产铸件主要技术参数 |
| 3.4.2 生产铸件熔炼方案及工艺参数 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 高SI球墨铸铁的优缺点及应用前景分析 |
| 4.1 高Si固溶强化球墨铸铁的优点 |
| 4.2 高Si球墨铸铁的缺点 |
| 4.3 高Si固溶强化球墨铸铁的应用前景 |
| 第5章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
（4）球墨铸铁件激光增材再制造组织演变规律及性能控制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 球墨铸铁的发展及应用 |
| 1.2.1 球墨铸铁的发展历程 |
| 1.2.2 球墨铸铁组织特征及主要应用 |
| 1.3 球墨铸铁件再制造技术研究现状 |
| 1.3.1 球墨铸铁件再制造技术难点 |
| 1.3.2 球墨铸铁件传统再制造方法 |
| 1.3.3 球墨铸铁件传统再制造的主要问题 |
| 1.4 球墨铸铁件激光增材再制造技术 |
| 1.4.1 激光增材再制造技术 |
| 1.4.2 球墨铸铁件激光增材再制造技术研究现状 |
| 1.5 本课题主要研究内容 |
| 第2章 材料及试验方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.1.1 基体材料 |
| 2.1.2 镍基粉末材料 |
| 2.1.3 铁基粉末材料 |
| 2.2 试验设备及工艺 |
| 2.2.1 再制造设备 |
| 2.2.2 再制造工艺参数 |
| 2.3 组织结构分析及性能测试 |
| 2.3.1 组织结构分析 |
| 2.3.2 力学性能测试 |
| 第3章 球墨铸铁件激光增材再制造工艺及缺陷控制方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 粉末材料设计及开发 |
| 3.2.1 粉末设计原则 |
| 3.2.2 粉末设计及制备 |
| 3.3 基本成形工艺及规律 |
| 3.3.1 不同工艺参数下的成形效果 |
| 3.3.2 截面形貌特征 |
| 3.3.3 成形工艺对稀释率的影响 |
| 3.4 成形过程气孔的控制 |
| 3.4.1 气孔的形成过程 |
| 3.4.2 气孔的消除方法 |
| 3.5 成形过程中的开裂变形及控制 |
| 3.5.1 坡口设计对开裂的影响 |
| 3.5.2 成形路径对开裂的影响 |
| 3.5.3 不同成形路径下的应力变形模拟 |
| 3.5.4 不同冷却间隔条件下的应力变形模拟 |
| 3.5.5 具备低残余应力特性的NiCu/Fe36Ni复合成形层设计 |
| 3.6 成形工艺对白口的影响 |
| 3.6.1 白口的形成过程及特征 |
| 3.6.2 白口的常规工艺控制方法 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 球墨铸铁件激光增材再制造组织结构特征与演变机制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 界面区域组织形貌特征 |
| 4.2.1 Ni基合金熔覆界面 |
| 4.2.2 Fe基合金熔覆界面 |
| 4.3 成形层生长形貌特征 |
| 4.3.1 Ni基合金粉末成形层 |
| 4.3.2 Fe基合金粉末成形层 |
| 4.3.3 成形层组织形态控制 |
| 4.4 增材再制造过程温度循环特征及热累积 |
| 4.4.1 有限元模型的建立 |
| 4.4.2 成形过程热循环规律 |
| 4.4.3 成形过程热累积效应 |
| 4.5 相结构特征 |
| 4.5.1 界面相结构特征 |
| 4.5.2 成形层相结构特征 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 球墨铸铁件激光增材再制造界面行为及其调控机理 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 界面区域热循环特征及影响机制 |
| 5.2.1 界面的热循环特征及热损伤行为 |
| 5.2.2 温度循环对界面组织结构的影响 |
| 5.3 界面凝固过程及元素扩散行为 |
| 5.3.1 界面元素分布特征 |
| 5.3.2 界面的快速凝固过程和界面特征 |
| 5.3.3 基于石墨球的碳扩散过程及调控 |
| 5.4 不同元素对界面的调控 |
| 5.4.1 Ni基合金粉末中Ni/Cu比例的调控 |
| 5.4.2 Fe基合金粉末中Fe/Ni/Cr比例的调控 |
| 5.4.3 碳元素的界面调控及反应机制 |
| 5.4.4 铝元素的界面调控及反应机制 |
| 5.4.5 碳-铝复合调控及反应机制 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 球墨铸铁件激光再制造白口消除方法与机制 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 白口化消除机制及熔钎焊界面形成机理 |
| 6.2.1 白口化消除机制 |
| 6.2.2 白口化消除方法和熔钎焊界面形成机制 |
| 6.3 单道成形熔钎焊界面特征 |
| 6.3.1 界面的连续性及熔钎焊界面形成过程 |
| 6.3.2 熔钎焊界面组织结构特征 |
| 6.3.3 界面硬度特征 |
| 6.3.4 钎焊界面的工艺窗口 |
| 6.4 多道成形熔钎焊界面特征 |
| 6.4.1 多道成形熔覆层表面质量 |
| 6.4.2 多道成形钎焊界面组织结构特征 |
| 6.4.3 多道成形微熔化界面组织结构特征 |
| 6.4.4 界面组织特征对界面强度的影响 |
| 6.5 熔钎焊界面元素的扩散及热力学动力学行为 |
| 6.5.1 多道成形界面元素分布特征 |
| 6.5.2 热力学动力学分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 球墨铸铁件激光增材再制造性能考核及评价 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 硬度特征 |
| 7.2.1 界面硬度分布 |
| 7.2.2 成形层硬度 |
| 7.3 拉伸性能 |
| 7.3.1 试样设计及制备 |
| 7.3.2 抗拉强度 |
| 7.3.3 断口形貌 |
| 7.4 冲击韧性 |
| 7.4.1 试样设计及制备 |
| 7.4.2 断口特征 |
| 7.5 摩擦磨损性能 |
| 7.6 实际应用考核评价 |
| 7.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
| 附件 |
（5）球墨铸铁中碳元素扩散系数的计算及分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 球墨铸铁凝固 |
| 1.2.1 凝固理论——球墨铸铁的凝固过程 |
| 1.2.2 球墨铸铁基体组织 |
| 1.2.3 球墨铸铁中的石墨 |
| 1.3 球化机理 |
| 1.4 碳在球墨铸铁凝固过程中的扩散 |
| 1.4.1 扩散理论和扩散机制 |
| 1.4.2 C原子在铁合金中的扩散 |
| 1.5 石墨畸变的研究 |
| 1.5.1 开花状石墨 |
| 1.5.2 碎块状石墨 |
| 1.6 合金元素的影响 |
| 1.6.1 硅 |
| 1.6.2 锰 |
| 1.6.3 磷、硫 |
| 1.6.4 铜 |
| 1.6.5 钼 |
| 1.6.6 镍 |
| 1.6.7 铬 |
| 1.6.8 其他元素 |
| 1.7 课题研究内容 |
| 第二章 实验内容和方法 |
| 2.1 技术路线 |
| 2.2 研究方法 |
| 2.2.1 实验材料及配比 |
| 2.2.2 实验模具及铸件设计 |
| 2.2.3 实验步骤 |
| 2.2.3.1 冷速对石墨生长的影响实验 |
| 2.2.3.2 碳元素含量对石墨生长的影响实验 |
| 2.2.3.3 镍元素和铬元素对石墨生长的影响实验 |
| 2.2.4 温度测定 |
| 2.2.5 铸件成分测定 |
| 2.2.6 试样制备与分析 |
| 2.3 实验设备及检测仪器 |
| 2.4 扩散系数计算 |
| 2.4.1 菲克第一定律 |
| 2.4.2 菲克第二定律 |
| 2.4.3 界面平衡假设 |
| 2.5 石墨畸变 |
| 2.5.1 开花状石墨 |
| 2.5.2 碎块状石墨 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 C原子的扩散对球墨铸铁中石墨球生长的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验过程 |
| 3.3 实验结果及分析 |
| 3.3.1 不同冷却速度下球状石墨的形貌 |
| 3.3.2 铸件冷速分析 |
| 3.3.2.1 铸件冷却曲线分析 |
| 3.3.2.2 铸件冷却速度计算与分析 |
| 3.3.3 球状石墨生长速度的计算及分析 |
| 3.3.3.1 碳在奥氏体中扩散系数的计算及分析 |
| 3.3.3.2 冷速对石墨球生长的影响 |
| 3.3.3.3 缓慢冷却对扩散的影响 |
| 3.3.3.4 冷速对石墨球畸变的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 含碳量对球墨铸铁中石墨球生长的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 铸件成分 |
| 4.3 实验结果及分析 |
| 4.3.1 冷却曲线与球状石墨形貌 |
| 4.3.1.1 含碳量为3.284%铸件冷却曲线和球状石墨形貌 |
| 4.3.1.2 含碳量为3.474%铸件冷却曲线和球状石墨形貌 |
| 4.3.1.3 含碳量为4.121%铸件冷却曲线和球状石墨形貌 |
| 4.3.2 试样中球状石墨生长参数的统计 |
| 4.3.3 碳在奥氏体中扩散系数的计算及分析 |
| 4.3.4 碳元素含量对球状石墨生长的影响 |
| 4.3.4.1 碳元素含量对球化作用的影响 |
| 4.3.4.2 碳元素含量对力学性能的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 元素对球墨铸铁中球状石墨的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 铸件成分 |
| 5.3 实验结果及分析 |
| 5.3.1 冷却曲线分析 |
| 5.3.2 球状石墨形貌分析 |
| 5.3.2.1 硅元素含量不同 |
| 5.3.2.2 镍元素含量不同 |
| 5.3.2.3 铬元素含量不同 |
| 5.3.3 微观组织和力学性能的分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点与不足 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间完成的论文 |
| 附表 |
（6）硅对风电低温高韧性铸态球墨铸铁组织及性能的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 风电装备用球墨铸铁件的工况条件及特点 |
| 1.2.1 风电装备用球墨铸铁的工况条件 |
| 1.2.2 风电装备用球墨铸铁的特点 |
| 1.3 风电装备用球墨铸铁的技术要求 |
| 1.4 低温高韧性球墨铸铁的发展及应用 |
| 1.5 球墨铸铁冲击韧性的研究现状 |
| 1.5.1 组织对球墨铸铁冲击韧性的影响 |
| 1.5.2 化学成分对球墨铸铁冲击韧性的影响 |
| 1.6 本课题的研究背景、研究内容和研究目标 |
| 1.6.1 研究背景 |
| 1.6.2 研究内容 |
| 1.6.3 研究目标 |
| 第2章 试验方法及过程 |
| 2.1 研究技术路线 |
| 2.2 试样 |
| 2.3 金相组织观察及分析 |
| 2.4 力学性能测试 |
| 2.4.1 抗拉强度与伸长率 |
| 2.4.2 布氏硬度 |
| 2.4.3 低温冲击性能检测 |
| 第3章 硅对低温高韧性球墨铸铁组织与性能的影响 |
| 3.1 化学成分设计及原材料的选择 |
| 3.1.1 化学成分设计 |
| 3.1.2 炉料的选择及配比 |
| 3.2 试样制备工艺 |
| 3.2.1 砂型制备 |
| 3.2.2 熔炼 |
| 3.2.3 球化处理及浇注 |
| 3.3 化学成分分析结果 |
| 3.4 组织分析 |
| 3.4.1 硅对石墨球化的影响 |
| 3.4.2 硅对基体组织的影响 |
| 3.5 硅对低温高韧性球墨铸铁硬度的影响 |
| 3.6 硅对低温高韧性球墨铸铁抗拉强度的影响 |
| 3.7 硅对低温高韧性球墨铸铁低温冲击性能的影响 |
| 3.8 硅对低温高韧性球墨铸铁韧脆转变温度的影响 |
| 3.9 本章小结 |
| 第4章 低温高韧性锥形支撑球墨铸铁件的生产实践 |
| 4.1 风力发电机组锥形支撑的特点及技术要求 |
| 4.1.1 材料 |
| 4.1.2 其他要求 |
| 4.2 锥形支撑的铸造工艺 |
| 4.2.1 浇注位置 |
| 4.2.2 分型面 |
| 4.2.3 浇注系统 |
| 4.2.4 冒口 |
| 4.2.5 冷铁 |
| 4.3 主要工艺参数 |
| 4.3.1 铸件线收缩率 |
| 4.3.2 机械加工余量 |
| 4.3.3 铸造尺寸公差 |
| 4.3.4 其他技术措施 |
| 4.3.5 随型保温 |
| 4.4 铸造工艺 CAE 模拟 |
| 4.4.1 锥形支撑铸造工艺三维立体模型的建立 |
| 4.4.2 锥形支撑铸造工艺三维立体模型的建立 |
| 4.5 熔炼浇注 |
| 4.5.1 熔炼方案和化学成分 |
| 4.5.2 原材料选择 |
| 4.5.3 球化处理及浇注 |
| 4.6 锥形支撑的生产 |
| 4.7 锥形支撑的质量检测 |
| 4.7.1 理化性能的确认 |
| 4.7.2 无损检测 |
| 4.8 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（7）CADI磨球成分设计及其热处理工艺优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 半自球磨机磨球的应用工况及失效机理 |
| 1.3 CADI磨球的发展背景 |
| 1.3.1 CADI材料的研究背景 |
| 1.3.2 CADI磨球的研究意义 |
| 1.3.3 CADI磨球的热处理工艺过程 |
| 1.3.4 合金元素对CADI磨球组织性能的影响 |
| 1.4 CADI磨球的铸造工艺 |
| 1.5 本文的研究意义及内容 |
| 第二章 材料的制备以及实验方法 |
| 2.1 CADI磨球的成分优化设计 |
| 2.2 材料的制备 |
| 2.2.1 CADI磨球的金属型铸造和金属熔炼 |
| 2.2.2 CADI磨球的球化处理与浇注 |
| 2.3 CADI的热处理工艺设计 |
| 2.3.1 CADI磨球奥氏体化温度的选择 |
| 2.3.2 CADI磨球等温过程热处理工艺选择 |
| 2.3.3 CADI磨球材料的热处理工艺方案 |
| 2.4 CADI磨球的组织分析及其表征方法 |
| 2.4.1 CADI磨球试样的球化率和球化大小等级评定 |
| 2.4.2 下贝氏体、马氏体组织的区分及含量的计算 |
| 2.4.3 CADI磨球试样的光学显微镜观察 |
| 2.4.4 X射线衍射分析 |
| 2.4.5 扫描电子显微镜分析 |
| 2.5 CADI磨球试样的力学性能分析 |
| 2.5.1 CADI磨球的冲击韧性实验 |
| 2.5.2 CADI磨球的洛氏硬度测试 |
| 2.5.3 CADI磨球的落球冲击疲劳寿命实验 |
| 第三章 不同元素对CADI磨球组织和性能的影响 |
| 3.1 CADI磨球成分与球化分析 |
| 3.1.1 CADI磨球试样化学成分 |
| 3.1.2 CADI磨球试样的球化分析 |
| 3.1.3 CADI磨球的X射线衍射分析 |
| 3.1.4 CADI磨球的扫描电镜分析 |
| 3.2 Cr对 CADI磨球材料的组织和学性能的影响 |
| 3.2.1 Cr对 CADI磨球材料的组织及物相含量的影响 |
| 3.2.2 Cr对 CADI磨球材料硬度的影响 |
| 3.2.3 Cr对 CADI磨球材料冲击韧性的影响 |
| 3.3 Mn对 CADI磨球材料的组织和学性能的影响 |
| 3.3.1 Mn对 CADI磨球材料的组织及物相含量的影响 |
| 3.3.2 Mn对 CADI磨球材料硬度的影响 |
| 3.3.3 Mn对 CADI磨球材料冲击韧性的影响 |
| 3.4 Cu对 CADI磨球材料的组织和力学性能的影响 |
| 3.4.1 Cu对 CADI磨球材料的组织及物相含量的影响 |
| 3.4.2 Cu对 CADI磨球材料洛氏硬度的影响 |
| 3.4.3 Cu对 CADI磨球材料冲击韧性的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 热处理工艺对CADI磨球组织与性能的影响 |
| 4.1 CADI磨球材料的化学成分与热处理工艺 |
| 4.2 奥氏体化温度对CADI磨球材料组织与性能的影响 |
| 4.2.1 奥氏体化温度对CADI磨球组织的影响及其物相分析 |
| 4.2.2 奥氏体化温度对CADI磨球材料硬度的影响 |
| 4.2.3 奥氏体化温度对CADI磨球材料韧性的影响 |
| 4.3 等温淬火温度对CADI磨球材料组织与性能的影响 |
| 4.3.1 CADI磨球的化学成分与热处理工艺 |
| 4.3.2 等温淬火温度对CADI磨球材料组织的影响 |
| 4.3.3 等温淬火温度对CADI磨球硬度的影响 |
| 4.3.4 等温淬火温度对CADI磨球冲击韧性的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 CADI磨球的优化 |
| 5.1 CADI磨球成分的设计 |
| 5.2 CADI磨球的铸造工艺及热处理工艺 |
| 5.2.1 CADI磨球的铸造工艺 |
| 5.2.2 CADI磨球的热处理工艺 |
| 5.3 CADI磨球材料的组织分析 |
| 5.3.1 CADI磨球材料的球化分析 |
| 5.3.2 优化后CADI磨球的微观组织和物相分析 |
| 5.3.3 优化后CADI磨球材料的硬度和韧性 |
| 5.4 CADI磨球的落球冲击疲劳寿命实验和其加工硬化能力 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 攻读硕士期间发表成果 |
（8）高刚度低应力球墨铸铁的研究与应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 目录 |
| 第一章 引言 |
| 1.1. 课题来源及背景 |
| 1.2. 国内外研究现状及分析 |
| 1.2.1. 国内外水平对比 |
| 1.2.2. 国内研究现状 |
| 1.2.3. 国外研究现状 |
| 1.3. 本课题的研究内容及创新点 |
| 1.3.1. 主要研究内容 |
| 1.3.2. 解决的主要问题 |
| 1.3.3. 关键创新点 |
| 1.4. 本课题的技术路线 |
| 1.5. 本课题的研究目标和意义 |
| 1.5.1. 研究目标 |
| 1.5.2. 研究意义 |
| 第二章 试验内容及方法 |
| 2.1. 数值模拟 |
| 2.2. 实验内容 |
| 2.2.1. 化学成分设计 |
| 2.2.2. 实验方案 |
| 2.2.3. 熔炼工艺 |
| 2.3. 检测方法 |
| 2.3.1. 铁液在线检测 |
| 2.3.2. 力学性能检测 |
| 2.3.3. 显微组织及SEM分析 |
| 2.3.4. 残余应力和变形的测量 |
| 第三章 铸铁件应力与变形的数值模拟与试验研究 |
| 3.1. 模拟分析 |
| 3.2. 试验研究 |
| 3.3. 减小铸铁件应力和变形的措施 |
| 3.3.1. 选择优质铸造合金材料 |
| 3.3.2. 改善铸件结构 |
| 3.3.3. 优化铸造工艺 |
| 3.3.4. 提高组织均匀性 |
| 3.4. 本章小结 |
| 第四章 合金元素及Si/C比对球墨铸铁组织和性能的影响 |
| 4.1. Cu对铸态球墨铸铁组织和性能的影响 |
| 4.1.1. 显微组织 |
| 4.1.2. 成分和性能 |
| 4.1.3. SEM分析 |
| 4.1.4. 本节小结 |
| 4.2. Mn对铸态球墨铸铁组织和性能的影响 |
| 4.2.1. 显微组织 |
| 4.2.2. 成分和性能 |
| 4.2.3. 本节小结 |
| 4.3. Sn对铸态球墨铸铁组织和性能的影响 |
| 4.3.1. 显微组织 |
| 4.3.2. 成分和性能 |
| 4.3.3. SEM分析 |
| 4.3.4. 本节小结 |
| 4.4. Cr对铸态球墨铸铁组织和性能的影响 |
| 4.4.1. 显微组织 |
| 4.4.2. 成分和性能 |
| 4.4.3. 本节小结 |
| 4.5. Ni对铸态球墨铸铁组织和性能的影响 |
| 4.5.1. 显微组织 |
| 4.5.2. 成分和性能 |
| 4.5.3. 本节小结 |
| 4.6. 综合分析 |
| 4.7. 硅碳比对铸铁球墨铸铁组织和性能的影响 |
| 4.7.1. 显微组织 |
| 4.7.2. 成分和性能 |
| 4.7.3. 本节小结 |
| 4.8. 本章小结 |
| 第五章 高强度高弹性模量球墨铸铁的复合合金化研究 |
| 5.1. 合金元素的搭配 |
| 5.2. 显微组织分析 |
| 5.3. 成分和性能 |
| 5.4. 综合分析与小结 |
| 第六章 降低球墨铸铁残余应力的研究 |
| 6.1. 碳当量对铸态球墨铸铁残余应力的影响 |
| 6.1.1. 成分和组织分析 |
| 6.1.2. 残余应力分析 |
| 6.2. 热时效对球墨铸铁残余应力的影响 |
| 6.3. 振动时效对球墨铸铁残余应力的影响 |
| 6.4. 打箱温度对球墨铸铁残余应力的影响 |
| 6.5. 本章小结 |
| 第七章 高刚度低应力球墨铸铁的生产验证与应用 |
| 7.1. T型床身导轨试样的生产验证 |
| 7.1.1. 数值模拟分析 |
| 7.1.2. 熔炼工艺过程 |
| 7.1.3. 成分、组织和性能 |
| 7.1.4. 残余应力和变形 |
| 7.2. 高刚度低应力球墨铸铁横梁的生产应用 |
| 7.2.1. 配料及熔炼 |
| 7.2.2. 球化、孕育处理 |
| 7.2.3. 成分、组织和性能 |
| 7.2.4. 数值模拟分析 |
| 7.2.5. 残余应力 |
| 7.3. 本章小结 |
| 第八章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 |
| 在学期间发表的学术论文和参加科研情况 |
| 实习证明 |
| 附件 |
（9）Bi对铸态厚大断面球铁石墨形态和低温冲击性能的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 厚大断面球墨铸铁的研究现状 |
| 1.2.1 厚大断面球墨铸铁中的石墨畸变 |
| 1.2.2 微量元素对厚大断面球铁中石墨形态的影响 |
| 1.2.3 厚大断面球铁铸件的石墨形貌特征 |
| 1.2.4 厚大球墨铸铁低温冲击性能 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 实验的材料、设备及方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 厚大断面球墨铸铁试件的制备 |
| 2.1.2 液淬实验 |
| 2.2 力学性能 |
| 2.2.1 拉伸试验 |
| 2.2.2 示波冲击试验 |
| 2.3 组织观察及分析 |
| 2.3.1 显微金相观察 |
| 2.3.2 断口形貌观察及断裂前后原位观察 |
| 2.3.3 激光共聚焦断口三维形貌观察 |
| 2.3.4 透射电镜 |
| 2.4 有限元分析 |
| 第3章 厚大断面球铁的石墨析出行为 |
| 3.1 石墨球的析出过程及形貌特征 |
| 3.1.1 液淬实验 |
| 3.1.2 不同冷却温度对石墨球析出过程的影响 |
| 3.1.3 Si元素对石墨析出过程的影响 |
| 3.2 Si对铸态组织及冲击韧性的影响 |
| 3.2.1 Si对铸态组织的影响 |
| 3.2.2 Si对低温冲击性能的影响 |
| 3.3 析出的石墨球统计分析 |
| 3.3.1 石墨球的大小及分布 |
| 3.3.2 石墨球EDS扫描分析 |
| 3.3.3 石墨析出的影响因素 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 微量元素Bi对组织和力学性能的影响 |
| 4.1 微量元素Bi对铸态组织与力学性能的影响 |
| 4.1.1 Bi元素对铸态组织的影响 |
| 4.1.2 Bi对力学性能的影响 |
| 4.2 微量元素Bi的作用机理分析 |
| 4.2.1 Bi元素作用的热力学分析 |
| 4.2.2 Bi的作用电子理论分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 厚大断面球墨铸铁的冲击断裂行为 |
| 5.1 厚大断面球墨铸铁组织的研究 |
| 5.1.1 厚大断面球墨铸铁的显微金相组织 |
| 5.1.2 厚大断面球墨铸铁的力学性能 |
| 5.2 厚大断面球墨铸铁低温冲击性能 |
| 5.2.1 不同环境温度下示波冲击曲线分析 |
| 5.2.2 不同石墨形态试样的冲击曲线分析 |
| 5.2.3 低温冲击断口的形貌分析 |
| 5.2.4 碎块状石墨断口粗糙度分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 厚大断面球铁冲击裂纹扩展与断口组织 |
| 6.1 不同冲击环境温度下碎块状石墨对裂纹扩展路径的影响 |
| 6.1.1 环境温度对裂纹扩展路径的影响 |
| 6.1.2 石墨对冲击断口裂纹扩展的影响 |
| 6.1.3 石墨周围受力分析 |
| 6.2 厚大断面球铁低温断裂行为的研究 |
| 6.2.1 冲击实验温度对位错运动的影响 |
| 6.2.2 不同温度下冲击断口附近位错组态 |
| 6.3 本章小结 |
| 第7章 结论 |
| 参考文献 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
（10）风电用厚断面铁素体基球墨铸铁的组织控制与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 大断面球墨铸铁 |
| 1.1.1 球墨铸铁的产生与发展 |
| 1.1.2 大断面球墨铸铁的特征 |
| 1.1.3 球墨铸铁的模数 |
| 1.2 大断面球墨铸铁的制备工艺 |
| 1.2.1 主要化学成分 |
| 1.2.2 球化工艺 |
| 1.2.3 孕育工艺 |
| 1.2.4 微量元素 |
| 1.3 大断面球墨铸铁的研究现状 |
| 1.3.1 常存元素的调整 |
| 1.3.2 微合金化 |
| 1.3.3 改善熔炼及浇注工艺 |
| 1.3.4 铁水预处理 |
| 1.4 本课题的研究意义及主要内容 |
| 第二章 实验材料和方法 |
| 2.1 实验方案 |
| 2.2 实验设备及材料 |
| 2.2.1 实验设备 |
| 2.2.2 实验材料 |
| 2.3 实验方法 |
| 2.3.1 实验制备方法 |
| 2.3.2 实验分析方法 |
| 第三章 风电用厚断面铁素体基球墨铸铁的组织和性能特征 |
| 3.1 实验方案 |
| 3.2 大断面铁素体球墨铸铁的组织特征 |
| 3.3 铸件中心面上的性能分布特征 |
| 3.3.1 拉伸性能分布特征 |
| 3.3.2 低温冲击韧性的分布特征 |
| 3.4 分析与讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 二次孕育和球化工艺对大断面铁素体球墨铸铁组织和性能的影响 |
| 4.1 不同孕育工艺对大断面铁素体球墨铸铁组织的影响 |
| 4.1.1 实验方案 |
| 4.1.2 二次孕育时采用不同孕育剂孕育后铁液形核能力的衰退特征 |
| 4.1.3 二次孕育时采用不同孕育剂对实验铸件组织的影响 |
| 4.1.4 分析与讨论 |
| 4.2 不同球化工艺对大断西铁素体球墨铸铁组织和性能的影响 |
| 4.2.1 实验方案 |
| 4.2.2 不同稀土配比的球化剂球化处理对实验铸件组织的影响 |
| 4.2.3 不同稀士配比的球化剂球化处理对实验铸件性能的影响 |
| 4.2.4 分析与讨论 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 预处理工艺和微量元素Sb对大断面铁素体球墨铸铁组织和性能的影响 |
| 5.1 预处理工艺对大断面铁素体球墨铸铁组织和性能的影响 |
| 5.1.1 实验方案 |
| 5.1.2 炉料熔炼前添加预处理剂对实验铸件组织的影响 |
| 5.1.3 炉料熔炼前添加预处理剂对实验铸件性能的影响 |
| 5.1.4 分析与讨论 |
| 5.2 不同Sb含量的微合金化对大断面铁素体球墨铸铁组织和性能的影响 |
| 5.2.1 实验方案 |
| 5.2.2 微量Sb元素对实验铸件组织的影响 |
| 5.2.3 微量Sb元素对实验铸件性能的影响 |
| 5.2.4 分析与讨论 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 全文结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的主要成果 |
| 致谢 |
四、大型球墨铸铁铸件金相试样的制备（论文参考文献）
- [1]强化大断面球墨铸铁的预处理和孕育工艺研究[D]. 周力威. 华南理工大学, 2014(01)
- [2]不同预处理、孕育工艺对大断面球墨铸铁组织性能的影响[D]. 邓宇. 华南理工大学, 2013(S2)
- [3]高硅固溶强化球墨铸铁的研究[D]. 郭新光. 兰州理工大学, 2016(01)
- [4]球墨铸铁件激光增材再制造组织演变规律及性能控制[D]. 李永健. 哈尔滨工业大学, 2019(01)
- [5]球墨铸铁中碳元素扩散系数的计算及分析[D]. 李桐桐. 山东大学, 2013(11)
- [6]硅对风电低温高韧性铸态球墨铸铁组织及性能的影响[D]. 王广建. 湖南大学, 2014(12)
- [7]CADI磨球成分设计及其热处理工艺优化[D]. 涂小天. 昆明理工大学, 2019(04)
- [8]高刚度低应力球墨铸铁的研究与应用[D]. 卫东海. 机械科学研究总院, 2014(07)
- [9]Bi对铸态厚大断面球铁石墨形态和低温冲击性能的影响[D]. 蒋立鹏. 沈阳工业大学, 2018(11)
- [10]风电用厚断面铁素体基球墨铸铁的组织控制与性能研究[D]. 陈琳. 东南大学, 2015(08)