一、球铁金相试样快速制备方法（论文文献综述）
李永健[1]（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》文中指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。
刘彩艳[2]（2020）在《由球铁型材制备高强韧ADI的研究》文中进行了进一步梳理等温淬火球墨铸铁（ADI）是经等温淬火热处理之后所获得的材料,目前广泛应用于汽车、农业机械、建筑等工业领域。ADI的性能一方面与高品质的球墨铸铁基材相关,球铁的合金成分、球化率、铸造缺陷等均会影响ADI的性能;另一方面,在保证基材无缺陷的前提下,热处理工艺的不同会显著影响ADI的力学性能,因此,选择质量较好的球铁基材与适当的热处理工艺对提高ADI的性能非常重要。水平连铸球墨铸铁型材克服了普通砂型铸造夹砂、缩孔、缩松等铸造缺陷,其组织致密,石墨球数量多,球化级别高,有利于充分发挥ADI的性能潜力。基于此,本文采用水平连铸球铁型材作为热处理的基材,并通过传统单步法等温淬火和新型两步法等温淬火实验,研究了传统单步等温淬火工艺和两步法等温淬火工艺对ADI组织性能的影响,同时还对两种热处理后的ADI进行回火处理,研究了 ADI的回火响应特性,主要得到以下结论:（1）传统单步等温淬火工艺下,奥氏体化温度和保温时间会影响奥氏体化程度,从而影响等温转变后ADI中残余奥氏体的含量及其含碳量.900℃+90min和940℃+60min奥氏体化时,既能保证基体完全奥氏体化又不至于获得粗大的针状铁素体。（2）等温淬火温度对铁素体的形貌和残余奧氏体的含量具有显著的影响,其较低时为细针状的铁素体,强度较高,温度较高时类似于羽毛状,强度相对较低。280℃等温淬火时其强度和伸长率分别为1517.7MPa、1.85%,360℃时分别为1096.6MPa、6.3%。（3）两步法工艺可以获得较为细密的ADI组织,能显著提高ADI的强度,并保证残余奥氏体具有较高的碳含量,两步法等温淬火工艺为900℃+60min（奧氏体化）+310℃（第一步淬火）+15min+340℃（第二步淬火）+60min 和 940℃+60min+290℃+15min+360℃+60min时,ADI具有较好的综合力学性能。（4）ADI在回火时,随着回火温度的升高,基体中逐渐析出板条状的碳化物,随后碳化物不断聚集、长大,当回火温度达到480℃时,条状碳化物不断溶解于基体中以颗粒状形态存在。回火过程中,两步法ADI比单步法ADI更容易析出碳化物。（5）传统单步法ADI回火试样的硬度值随回火温度的升高先略有减小后增加到最高值而后逐渐降低,而两步法ADI回火后试样的硬度随回火温度的升高,表现出先略有升高后逐步降低的趋势。两步法ADI在回火后依然具有比单步法ADI更高的硬度,当回火温度达到540℃时,二者的硬度值基本相等。
武迈[3]（2020）在《柱塞泵缸体用球铁型材氮碳共渗工艺及组织与性能研究》文中提出本文以水平连续铸造LZQT600-3球铁型材为研究对象,针对柱塞泵缸体专用球铁型材对组织与性能的要求,研究了球铁型材不同部位（边缘、1/2R、心部）组织与性能的特征,使用ImageJ软件对其铸态组织（石墨特征、珠光体含量及其片层间距）进行定量统计分析。为提高和改善柱塞泵缸体材料工作表面的硬度、耐磨性能,采用正交实验设计方法,对LZQT600-3球铁型材三个部位材料进行表面氮碳共渗处理,对比分析了共渗参数对不同部位的表面渗层厚度、有效硬化层深度、表面硬度、耐磨性之间的演化规律,确定了实验最优参数。得到以下主要结论:（1）LZQT600-3球铁型材的基体组织由铁素体和珠光体组成。从边缘、1/2R处至心部,石墨球大小等级从7级增至6级;球化级别从Ⅰ～Ⅱ级降至Ⅱ～Ⅲ级;通过统计,石墨球数量减小,石墨球平均形状因子逐渐减少;石墨球平均直径从29.86μm增加至31.03μm;基体中的珠光体含量从65%增加至75%,且珠光体片层间距呈增大趋势。（2）由于心部珠光体含量最多,且珠光体具有较高的耐磨性,同时由于心部珠光体片层间距最大,腐蚀液更易进入基体内进行腐蚀,因此,LZQT600-3球铁型材从边缘、1/2R处至心部的耐磨性逐渐提高,耐腐蚀性逐渐变差。（3）LZQT600-3球铁型材氮碳共渗态试样表面的渗层由ε-Fe2-3（N,C）相与γ’-Fe4N相组成的化合物层,以及由α-Fe相组成的扩散层共同构成。（4）LZQT600-3球铁型材三个部位氮碳共渗试验的共渗参数对渗层厚度的影响主次顺序依次为:共渗时间t>气体比例s>共渗温度T,最优方案为:580 ℃×6h,NH3:CO2为4:1。（5）LZQT600-3球铁型材不同部位氮碳共渗试验的共渗参数对表面硬度的影响主次顺序为:共渗时间t>共渗温度T>气体比例s,最优方案为:56℃×4h,NH3:CO2为4:1。（6）LZQT600-3球铁型材不同部位氮碳共渗试验的共渗参数对有效硬化层深度的影响主次顺序为:共渗温度T>气体比例s>共渗时间t,最优方案为:540 ℃×2h,NH3:CO2为 4:4。（7）LZQT600-3球铁型材不同部位氮碳共渗试验的共渗参数对摩擦磨损性能综合评分的影响主次顺序为:共渗温度T>气体比例s>共渗时间t,最优方案为:580℃×4 h,NH3:CO2 为 4:1。（8）通过综合平衡法对四个指标的最优条件进行综合比较和分析,得出最优方案:580℃×4 h,NH3:CO2 为 4:1。
韩非[4]（2020）在《球墨铸铁奥氏体化参数优化及等温淬火转变机制研究》文中认为等温淬火球墨铸铁（ADI）因其优异的力学性能,而被誉为是新一代的工程结构材料、机械装备轻量化材料及最有望实现“以铁代钢”材料。然而,等温淬火热处理作为制备ADI产品的最有效途径,其初始阶段的奥氏体化过程则成为影响后续等温转变的重要环节,尤其是球铁奥氏体化后高温奥氏体中碳含量的多少将直接影响后续等温过程中组织的转变反应和ADI的力学性能。但迄今,工艺因素与球铁奥氏体化后高温奥氏体中碳含量及ADI力学性能之间相关性的研究相对较少,同时,关于ADI基体中奥铁体组织的内部精细结构的表述尚不明确,这都使得ADI在国内市场上的发展应用受到了极大的阻碍。为此,优化球铁奥氏体化工艺参数,探索工艺因素对ADI基体组织和力学性能的影响规律具有重要的工程应用价值。本文通过研究铸态组织和奥氏体化工艺参数对球铁奥氏体化后高温奥氏体中碳含量的影响规律、深入观察和分析不同等温转变温度下所获得奥铁体组织的微观结构以及探索工艺因素与ADI材质力学性能的相关性,得出以下几点结论:（1）在球铁的铸态组织中,牛眼铁素体中的碳含量平均值可达0.54%,且相邻两石墨球间铁素体中的碳含量呈“U”型分布。此外,奥氏体化温度（Tγ）是影响奥氏体化过程中奥氏体中碳含量的显著性因素。在较低的Tγ（880℃）下,基体中珠光体的数量越多,奥氏体中碳含量越高;而在较高的Tγ（920℃和960℃）下,铁素体数量愈高,奥氏体中碳含量愈高。在常规奥氏体化工艺范围内,高温奥氏体中的碳含量在0.57%～0.71%范围,推荐的奥氏体化工艺参数为920℃/2.0h。（2）等温淬火温度为280℃、330℃和380℃处理所得ADI的基体组织分别为奥铁体、奥铁体+条状奥氏体、奥铁体+条状奥氏体+块状奥氏体。其中,奥氏体化保温时间（1h～2h）的延长、等温转变温度的升高以及铸态组织中铁素体数量的增多均会使ADI基体中的奥铁体组织发生不同程度的粗化。同时,在光学显微镜下观察到的一束束奥铁体组织实则由位向大体平行或位向角约呈20°～25°的高碳奥氏体片和铁素体片交错组成,且随着等温转变温度的降低,高碳奥氏体薄片和铁素体薄片均有一定程度的细化。（3）在较低温度（280℃,330℃）下等温转变获得ADI的基体中存在有一簇簇由位向大体平行的纳米级高碳奥氏体薄片（厚度约为36～57nm）和纳米级铁素体薄片（厚度约为24～29nm）相互交错组成的极细奥铁体组织（厚度约为1μm）,其数量随着等温转变温度的降低而增多,且在相邻两簇极细奥铁体组织之间夹含有位向角约呈20°～25°)的奥铁体组织。此外,铁素体薄片两侧的奥氏体中碳含量较高;在沿垂直铁素体针生长的方向,奥氏体中碳含量随着离开铁素体/奥氏体晶界距离的增大而逐渐降低;而在块状奥氏体内部,碳含量呈“U”型分布。（4）对铸态组织不同的球铁分别进行920℃/2h+280℃/1.5h处理后,Ms=0.25cm球铁所得ADI的抵抗弹性变形能力最强,其屈服强度Rp0.2可达1268.8MPa,屈强比可达0.96。但综合对比发现,Ms=0.50cm和Ms=0.75cm球铁所得ADI的强韧性较好,Ms=1.00cm和Ms=1.25cm球铁所得ADI的强韧性较差。同时,随着球铁Ms的增大,其等温转变后所得ADI的硬度逐渐降低,但变化幅度不大。（5）随着等温转变温度的升高,ADI的强度和硬度逐渐降低,而其塑韧性不断增强。同时,在奥氏体化温度为920℃时,保温1h 比保温2h获得ADI的拉伸性能好,但奥氏体化保温时间对ADI基体硬度的影响不大。此外,铸件壁厚δ为7mm和12mm的球铁经等温淬火处理所得ADI的力学性能较优,δ=17mm的较差。
徐振宇[5]（2016）在《球墨铸铁球化孕育处理动态调控方法及系统研究》文中认为球墨铸铁稳定高效的工业生产离不开可靠的炉前质量测控技术。受基础条件限制,我国在球铁生产过程优化控制系统的开发和应用方面与铸造强国之间有较大差距,导致球铁铸件在国民经济及国防事业中的重要作用未能得到充分发挥。为了优化球铁生产工艺、降低生产成本和提高生产质量,本文开展了基于原铁水冶金状态综合评价与控制的球铁球化孕育处理过程动态调控方法研究与试验系统构建工作,主要内容涉及球铁原铁水冶金状态评价与动态调控方法、铁水球化孕育处理动态调控方法、终态铁水动态微调方法和基于上述调控方法的动态调控试验系统。选取灰口铁水TL、TEU、R、TS、OXF、白口铁水TE及S含量七个特征参数建立了原铁水质量灰色关联综合评价模型,并依据关联度γG大小划分为四个等级。通过逐步球化处理实验,建立了包含原铁水质量灰色关联度γG,RE、球化温度及孕育促球影响的球化剂添加量数学模型。提出了利用Si O2-CO脱氧冶金反应沸腾温度TB和热分析共晶特征参数确定最佳过热温度和保温时间的方法,为原铁水的熔炼工艺制定提供了理论指导依据;以脱氧平衡温度Teq为参考点,研究了基于灰白口双冷却曲线的精确调碳调硅方法。得到实验条件下CEL与灰口初晶温度TL以及Si E与白口共晶温度TE的回归方程,其相关系数均大于0.9,C含量值由CEL和Si E反推得出。该方法测试过程稳定、精度较高,可将原铁水的主要化学成分控制在较窄范围内;借助加Al脱氧样杯研究了原铁水氧硫含量及冶金行为的热分析评定方法,结果表明灰口TL半定量地指示铁水中活性氧含量信息,TEU指示脱氧和脱硫产物状态对铁水石墨形核能力的影响。硫的冶金行为与氧不同,球化处理过程中的脱硫速度相对较慢,受工艺因素影响较大;灰口TEU是评价铁水石墨形核能力的最关键参数,随铁水形核能力增强而单调升高。组合指数PN代表铁水石墨形核势能的发挥程度。利用热分析相关特征参数评价方法对球化剂粒度分布、掩盖方式及最佳球化温度进行了优化选择,可使球化处理工艺进一步改善。研究了一热分析-共晶膨胀联合精密检测方法,用于球铁铁水凝固特性分析、球化剂优选和二次补加。并建立了热分析-共晶石墨膨胀双特征参数球化率联合判定模型,确报率达90%以上。从热力学的角度分析了硅铁合金在球化铁水中的脱氧条件,结论与均质说和氧硫化物异质形核说相呼应。通过热分析样杯内孕育的实验方法,建立了孕育剂添加量与凝固特征温度的数理统计模型。利用热分析法对孕育剂粒度分布和最佳孕育处理温度进行了优化选择,并初步研究了球化铁水孕育效果的炉前快速检测方法及孕育剂优选和二次补加方法。研究了球铁铁水最终状态Mg%指数和孕育指数测控方法,进而应用热分析特征参数评价方法优化了球铁铁水的浇注温度。结合实例验证了球铁生产过程球化效果调控、孕育效果调控以及最终铁水状态微调方法的可行性。构建了一个球铁球化孕育处理动态调控试验系统,该试验系统具有快速评价原铁水冶金特性、实时计算球化剂孕育剂加入量、快速评价球化处理和孕育处理效果以及给出球化剂孕育剂二次补加方案的能力。通过实验室模拟实验表明,动态调控试验系统对原铁水冶金状态、球化处理效果和孕育处理效果在线动态调控有效。
邓宇[6]（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》文中提出大断面球墨铸铁件（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。
刘刚[7]（2011）在《QT400-18球墨铸铁组织与性能研究》文中研究指明球墨铸铁作为重要的工程结构材料,具有优异的铸造性能、良好的减震性、机械加工性能和低成本等优点,被广泛用于多个领域,如矿山机械、汽车、铁路轨道交通、船舶、冶金化工和农业机械等。然而,铸态球墨铸铁的基体组织为“牛眼状”铁素体+珠光体+石墨球+少量渗碳体,综合力学性能较差。为此,必须采用适当的热处理工艺,改善球墨铸铁铸态下的显微组织,以提高其综合力学性能,拓宽其使用范围。本文以铸态下的球墨铸铁材料QT400-18为研究对象。首先利用EDS能谱分析、CS600LCS碳硫分析仪和OPTIMA5300DV全谱直读等离子发射光谱仪等设备对材料成分分析测定,利用金相显微镜对铸态微观组织观察分析,根据成分及铸态组织确定具体的退火及等温淬火工艺,对材料进行不同的热处理。而后利用CMT5305电子万能试验机和摆锤冲击试验机等设备对热处理试样进行力学性能测试分析,利用彩色3D激光显微镜对力学性能测试后的试样进行微观组织观察发现,最后得出较优的退火工艺和等温淬火工艺。实验结果表明：采用高温+低温两阶段退火热处理工艺,能够完全消除低锰铸态球墨铸铁中的磷共晶及渗碳体等硬脆相,提高铸态低锰球墨铸铁材料QT400-18的综合力学性能。较优的退火工艺为：920℃奥氏体化保温2h+720℃保温3.5h+随炉冷却到600℃时空冷。室温下抗拉强度和延伸率从铸态的371MPa和8.1%分别提高到退火态的428MPa和19.8%;低温-40℃下V型缺口的冲击值从铸态的4.8J提升到11.3J。对退火后的球墨铸铁材料QT400-18采用等温淬火处理,可以获得高强度及强韧性的奥-贝球铁,抗拉强度大大提高,其强度值与QT800-2及QT900-2相当,但延伸率明显优于QT800-2及QT900-2。热处理工艺为920℃奥氏体化保温lh+350℃盐浴0.5h,材料的抗拉强度由退火态的428MPa提高到917MPa；延伸率由19.8%降低为4.61%。通过以上两种热处理方法的研究,找到了球墨铸铁满足低温韧性要求或者常温高强韧性要求球墨铸铁件的热处理工艺,对实际生产具有现实指导意义。
徐振宇,李大勇,王利华[8]（2014）在《球墨铸铁球化孕育效果评价方法研究进展评述》文中研究说明球墨铸铁球化孕育效果评价方法总体上可分为熔体炉前预测和铸件直接检测两大类,快速、精确、可靠的炉前预测技术可用于铁液状态的调控处理,从而实现熔炼过程闭环控制,而准确、方便的铸件直接检测技术则是球墨铸铁件质量的重要评价手段。综述和分析了球墨铸铁球化孕育效果熔体试样快速预测法和固体试样直接检测法的检测原理和研究进展,包括热分析法、共晶膨胀法、表面张力法、氧活度法、硫活度法、快速金相法、超声法、比电阻法和音频法等。
王志强[9]（2020）在《Nb、Sb对球墨铸铁组织及力学性能的影响研究》文中指出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。
曾维和[10]（2017）在《汽车发动机曲轴有限元分析及其铸造工艺、材料性能研究》文中研究表明球墨铸铁具有高强度、高韧性、减振性能好等特点,现已被广泛应用于铁道装备、汽车、重型机械等领域;以铸代锻,以铁代钢能节省生产成本,满足汽车零部件轻量化需求。虚拟样机仿真和有限元仿真技术应用于产品设计研发能减少试验费用、压缩产品研发周期。本文在曲轴结构设计阶段联合使用虚拟样机仿真、有限元仿真分析技术,以仿真代替试验加速产品研发并确保曲轴结构设计的合理性,开发高性能球铁取代传统锻造钢制曲轴,节约成本并实现轻量化设计目标。本课题以C10T三缸发动机曲轴为研究对象,首先对其进行静强度有限元分析提出曲轴所用材质性能目标,再进行铸造工艺设计优化、材料成分优化及球墨铸铁热处理工艺研究,开发了高性能球墨铸铁。联合ADAMS虚拟样机动力学仿真和ABAQUS有限元仿真分析,结果显示:发动机第1,2,3各气缸点火压缩时曲轴承受应力最大,最大von mises应力值分别为100.9MPa,117.3MPa,98.21MPa;强度分析校核结果表明曲轴静强度和疲劳强度均满足设计要求。基于Anycasting对曲轴铸造充型与凝固过程流场与温度场模拟分析,研究发现轴颈处存在热节易产生缩孔缩松,通过加间接冷铁的方式能消除热节和缩孔缺陷,提高铸件质量和合格率;通过调整合金元素Cu、Mn添加量开发了高性能球墨铸铁,Cu、Mn添加量为0.85%1.15%、0.2%0.45%时,球墨铸铁抗拉强度820930MPa,延伸率达4%以上,达到了QT820-3的性能要求,满足了曲轴力学性能要求。
二、球铁金相试样快速制备方法（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、球铁金相试样快速制备方法（论文提纲范文）
（1）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 |
（2）由球铁型材制备高强韧ADI的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 水平连铸球墨铸铁型材 |
| 1.2 等温淬火球墨铸铁 |
| 1.2.1 ADI的发展历程 |
| 1.2.2 ADI等温转变及组织特点 |
| 1.2.3 等温淬火热处理工艺参数 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.4 研究背景及主要研究内容 |
| 1.5 技术路线 |
| 2 实验方法及设备 |
| 2.1 铸态试样的制备 |
| 2.1.1 成分选择 |
| 2.1.2 球墨铸铁的熔炼及试样制备 |
| 2.1.3 铸态组织分析 |
| 2.2 等温淬火热处理工艺方案 |
| 2.2.1 传统单步法热处理工艺参数的选用 |
| 2.2.2 两步法热处理工艺参数的选用 |
| 2.2.3 回火温度的设定 |
| 2.2.4 淬火介质的选用 |
| 2.3 实验所用设备及仪器 |
| 2.4 微观组织观察及力学性能测试 |
| 2.4.1 微观组织分析 |
| 2.4.2 拉伸试验 |
| 2.4.3 硬度试验 |
| 2.4.4 冲击试验 |
| 2.5 X射线衍射分析 |
| 3 传统单步等温淬火热处理工艺对ADI组织性能的影响 |
| 3.1 奥氏体化工艺对ADI组织性能的影响 |
| 3.1.1 XRD定性、定量分析 |
| 3.1.2 奥氏体化温度对ADI组织性能的影响 |
| 3.1.3 奥氏体化时间对ADI组织性能的影响 |
| 3.2 传统单步等温淬火工艺对ADI组织性能的影响 |
| 3.2.1 XRD定性、定量分析 |
| 3.2.2 等温淬火温度对ADI组织性能的影响 |
| 3.2.3 等温淬火保温时间对ADI组织性能的影响 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 两步法等温淬火热处理工艺对ADI组织性能的影响 |
| 4.1 XRD定性、定量分析 |
| 4.2 第一步等温淬火温度对ADI微观组织的影响 |
| 4.3 第一步等温淬火温度对ADI的力学性能的影响 |
| 4.3.1 第一步等温淬火温度对ADI拉伸性能的影响 |
| 4.3.2 第一步等温淬火温度对ADI冲击韧性的影响 |
| 4.4 断口分析 |
| 4.4.1 拉伸断口分析 |
| 4.4.2 冲击断口分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 回火温度对ADI组织性能的影响 |
| 5.1 回火温度对单步法ADI微观组织的影响 |
| 5.2 回火温度对单步法ADI硬度的影响 |
| 5.3 回火温度对两步法ADI微观组织的影响 |
| 5.4 回火温度对两步法ADI硬度的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论及展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间主要研究成果 |
（3）柱塞泵缸体用球铁型材氮碳共渗工艺及组织与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 水平连铸铸造技术简介 |
| 1.1.2 球墨铸铁柱塞泵缸体 |
| 1.2 表面化学热处理研究 |
| 1.2.1 渗碳 |
| 1.2.2 渗氮 |
| 1.2.3 碳氮共渗 |
| 1.2.4 氮碳共渗 |
| 1.2.5 氮碳共渗工艺研究现状 |
| 1.3 摩擦磨损相关研究 |
| 1.4 本课题的研究意义及内容 |
| 1.4.1 研究意义 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 2 实验材料及方法 |
| 2.1 原料及设备 |
| 2.1.1 实验材料 |
| 2.1.2 实验设备 |
| 2.2 实验过程 |
| 2.2.1 试样制备 |
| 2.2.2 实验方案 |
| 2.3 分析方法 |
| 2.3.1 铸态组织分析 |
| 2.3.2 渗层厚度测量 |
| 2.3.3 X射线衍射仪物相分析 |
| 2.3.4 性能测试 |
| 2.3.5 摩擦磨损性能 |
| 2.3.6 电化学性能测试 |
| 2.4 技术路线 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 铸态LZQT600-3球铁型材组织与性能 |
| 3.1 LZQT600-3球铁型材石墨形态与显微组织 |
| 3.1.1 石墨球数量 |
| 3.1.2 石墨球形状因子 |
| 3.1.3 石墨球分布 |
| 3.1.4 珠光体含量 |
| 3.1.5 珠光体形貌 |
| 3.2 摩擦磨损性能 |
| 3.3 电化学性能测试 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 表面氮碳共渗强化层的组织与性能 |
| 4.1 氮碳共渗层的SEM表征 |
| 4.1.1 渗层形貌 |
| 4.1.2 表面强化层的XRD表征 |
| 4.1.3 渗层厚度结果分析 |
| 4.2 氮碳共渗态试样性能测试 |
| 4.2.1 表面硬度 |
| 4.2.2 显微硬度 |
| 4.2.3 摩擦磨损性能 |
| 4.3 工艺参数优化 |
| 4.3.1 表面硬度 |
| 4.3.2 显微硬度 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间主要研究成果 |
（4）球墨铸铁奥氏体化参数优化及等温淬火转变机制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 前言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 ADI材质制备原理 |
| 1.2.1 球墨铸铁等温转变 |
| 1.2.2 球墨铸铁等温淬火工艺 |
| 1.3 ADI材质发展概况 |
| 1.3.1 ADI材质标准 |
| 1.3.2 ADI的微观组织 |
| 1.3.3 ADI的力学性能 |
| 1.3.4 ADI的影响因素 |
| 1.4 ADI材质研究进展 |
| 1.4.1 国外研究进展 |
| 1.4.2 国内研究进展 |
| 1.5 问题的提出 |
| 1.6 研究目标及内容 |
| 1.6.1 研究目标 |
| 1.6.2 研究内容 |
| 2 实验条件及方法 |
| 2.1 实验过程 |
| 2.1.1 球墨铸铁的化学成分 |
| 2.1.2 球墨铸铁熔炼用原辅材料 |
| 2.1.3 铁液熔配 |
| 2.1.4 球化及孕育处理 |
| 2.1.5 铸型及浇注工艺 |
| 2.1.6 样品设计及制备 |
| 2.1.7 奥氏体化+水淬处理 |
| 2.1.8 等温淬火处理 |
| 2.2 铁液熔炼过程控制 |
| 2.2.1 铁液温度测试 |
| 2.2.2 炉前热分析 |
| 2.2.3 化学成分检测 |
| 2.3 微观组织分析 |
| 2.3.1 OM观察 |
| 2.3.2 定量金相分析 |
| 2.3.3 SEM观察 |
| 2.3.4 TEM分析 |
| 2.3.5 XRD分析 |
| 2.3.6 EDS分析 |
| 2.3.7 EPMA分析 |
| 2.4 力学性能表征 |
| 2.4.1 拉伸试验 |
| 2.4.2 硬度测试 |
| 2.5 技术路线 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 球铁奥氏体化过程中奥氏体中碳含量的EPMA分析 |
| 3.1 铸态球铁的化学成分 |
| 3.2 铸态球铁微观组织随铸件模数(壁厚)的变化 |
| 3.3 铸态球铁中铁素体中含碳量的变化规律 |
| 3.3.1 牛眼铁素体中的含碳量 |
| 3.3.2 铸件模数对铸态球铁中铁素体中含碳量的影响 |
| 3.4 铸件模数与奥氏体化过程中奥氏体中含碳量的相关性 |
| 3.4.1 不同模数下铸态球铁奥氏体化工艺参数对奥氏体中含碳量的影响 |
| 3.4.2 铸件模数与奥氏体中碳含量的相关性 |
| 3.4.3 铸态球铁基体类型与奥氏体中碳含量的相关性 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 等温淬火球墨铸铁(ADI)的微观组织特征 |
| 4.1 ADI的相组成 |
| 4.2 铸态组织对ADI微观组织的影响 |
| 4.3 等温淬火工艺对ADI微观组织的影响 |
| 4.4 ADI基体中极细奥铁体组织精细结构TEM分析 |
| 4.5 ADI基体的微区中碳元素的分布规律 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 工艺因素对ADI力学性能的影响规律 |
| 5.1 拉伸性能 |
| 5.1.1 铸态组织对ADI拉伸性能的影响 |
| 5.1.2 等温淬火工艺对ADI拉伸性能的影响 |
| 5.1.3 铸件壁厚与ADI拉伸性能的相关性 |
| 5.2 拉伸断口形貌特征 |
| 5.2.1 铸态组织对ADI拉伸断口形貌的影响 |
| 5.2.2 等温淬火工艺对ADI拉伸断口形貌的影响 |
| 5.2.3 铸件壁厚对ADI拉伸断口形貌的影响 |
| 5.3 合金硬度 |
| 5.3.1 铸态组织对ADI硬度的影响 |
| 5.3.2 等温淬火工艺对ADI硬度的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间主要研究成果 |
（5）球墨铸铁球化孕育处理动态调控方法及系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题意义 |
| 1.2 球墨铸铁生产过程优化控制的研究现状 |
| 1.2.1 原铁水的熔炼及冶金特性 |
| 1.2.2 石墨球化理论 |
| 1.2.3 铸铁的孕育 |
| 1.2.4 球墨铸铁的凝固机制 |
| 1.3 球墨铸铁铸造质量炉前检测技术的研究现状 |
| 1.3.1 热分析法 |
| 1.3.2 共晶膨胀率快速检测法 |
| 1.3.3 表面张力法 |
| 1.3.4 熔体电阻率检测法 |
| 1.3.5 氧活度检测法 |
| 1.4 球墨铸铁炉前调控系统的发展现状 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第2章 球墨铸铁原铁水冶金状态评价及调控方法研究 |
| 2.1 原铁水的氧化冶金特性分析 |
| 2.2 原铁水冶金状态评价及调控方法 |
| 2.2.1 最佳过热温度与保温时间的确定方法 |
| 2.2.2 精确调碳调硅方法 |
| 2.2.3 氧硫含量及其冶金行为评价方法 |
| 2.2.4 共晶石墨形核能力评价方法 |
| 2.3 原铁水冶金特性质量等级评价模型的构建方法 |
| 2.3.1 灰色关联理论 |
| 2.3.2 冶金质量等级灰色关联评价模型的构建 |
| 2.3.3 冶金质量等级灰色关联模型模拟应用 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 球化处理动态调控方法研究 |
| 3.1 球化处理工艺动态调控方法 |
| 3.1.1 球化剂加入量实时计算方法 |
| 3.1.2 球化剂覆盖方式优化方法 |
| 3.1.3 球化剂参考粒度优选方法 |
| 3.1.4 球化处理温度优化方法 |
| 3.2 球铁铁水凝固特性及球化效果快速评价方法 |
| 3.2.1 热分析-共晶膨胀联合测试装置及原理 |
| 3.2.2 球铁冷却和线位移双曲线特性分析 |
| 3.2.3 石墨膨胀动力学分析 |
| 3.2.4 球化率判定数学模型 |
| 3.3 球化剂二次精确补加及种类优选方法 |
| 3.3.1 球化剂的喂线补加方法 |
| 3.3.2 球化剂种类优选方法 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 孕育处理动态调控方法研究 |
| 4.1 硅铁对球化铁水脱氧的热力学分析 |
| 4.2 孕育处理工艺动态调控方法 |
| 4.2.1 孕育剂加入量实时计算方法 |
| 4.2.2 孕育剂参考粒度优选方法 |
| 4.2.3 孕育处理温度优化方法 |
| 4.3 孕育效果快速评价方法 |
| 4.4 孕育剂种类优选及二次补加方法 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 球墨铸铁铁水最终状态微调方法研究 |
| 5.1 球化孕育效果综合评价方法 |
| 5.1.1 Mg%指数 |
| 5.1.2 孕育指数 |
| 5.2 最佳浇注温度的优选方法 |
| 5.3 最终铁水状态微调方法模拟应用 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 球墨铸铁球化孕育处理动态调控系统构建 |
| 6.1 动态调控系统总体构成 |
| 6.2 系统管理软件设计 |
| 6.3 测试评价单元设计 |
| 6.3.1 测试评价单元硬件设备 |
| 6.3.2 测试评价单元软件设计 |
| 6.4 调控单元设计 |
| 6.4.1 调控单元设备选择 |
| 6.4.2 调控单元软件设计 |
| 6.5 动态调控系统模拟应用实验 |
| 6.5.1 原铁水冶金状态动态调控 |
| 6.5.2 球化处理动态调控 |
| 6.5.3 孕育处理动态调控 |
| 6.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（6）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 |
（7）QT400-18球墨铸铁组织与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 铸铁简介 |
| 1.2 球墨铸铁简介 |
| 1.2.1 球墨铸铁的研究进展 |
| 1.2.2 球墨铸铁的应用 |
| 1.3 低温高韧性球墨铸铁及影响因素 |
| 1.3.1 化学成分 |
| 1.3.2 基体组织 |
| 1.3.3 石墨形态 |
| 1.3.4 球化剂 |
| 1.3.5 冷却速度 |
| 1.3.6 热处理工艺 |
| 1.4 奥-贝球铁 |
| 1.4.1 奥-贝球铁发展历程 |
| 1.4.2 化学成分对奥-贝球铁的影响 |
| 1.4.3 奥-贝球铁研究现状 |
| 1.4.4 存在的问题 |
| 1.5 本研究意义及内容 |
| 第2章 实验内容及测试方法 |
| 2.1 实验内容 |
| 2.1.1 化学成分分析 |
| 2.1.2 试样制备 |
| 2.1.3 热处理工艺制定 |
| 2.2 测试方法 |
| 2.2.1 金相组织观察 |
| 2.2.2 力学性能测试 |
| 2.2.3 实验仪器和用品 |
| 第3章 退火处理对球铁组织性能影响与分析 |
| 3.1 退火处理对球铁组织影响与分析 |
| 3.1.1 含锰0.1wt%球墨铸铁显微组织 |
| 3.1.2 含锰0.83wt%球墨铸铁显微组织 |
| 3.2 退火处理对球铁力学性能影响与分析 |
| 3.2.1 含锰0.1wt%球墨铸铁的力学性能 |
| 3.2.2 含锰0.83wt%球墨铸铁的力学性能 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 等温淬火对球铁组织性能影响与分析 |
| 4.1 等温淬火处理对球铁组织影响与分析 |
| 4.1.1 含锰0.1wt%球墨铸铁显微组织 |
| 4.1.2 含锰0.83wt%球墨铸铁显微组织 |
| 4.2 等温淬火处理对球铁力学性能影响与分析 |
| 4.2.1 含锰0.1wt%球墨铸铁的力学性能 |
| 4.2.2 含锰0.83wt%球墨铸铁的力学性能 |
| 4.3 本章小结 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果 |
（8）球墨铸铁球化孕育效果评价方法研究进展评述（论文提纲范文）
| 1 球化孕育效果熔体试样快速预测方法 |
| 1.1 热分析法 |
| 1.1.1 活性成分分析 |
| 1.1.2 球化孕育效果判定 |
| 1.1.3 球铁凝固过程分析 |
| 1.2 共晶膨胀率快速检测法 |
| 1.3 表面张力法 |
| 1.4 熔体电阻率检测法 |
| 1.5 氧活度检测法 |
| 1.6 硫活度检测法 |
| 2 球化孕育效果固体试样直接检测法 |
| 2.1 快速金相法 |
| 2.2 超声检测法 |
| 2.3 固体比电阻检测法 |
| 2.4 音频检测法 |
| 3 球化孕育效果评价方法研究展望 |
| 3.1 熔体试样快速预测方法发展趋势 |
| 3.2 固体试样直接检测方法 |
| 4 结束语 |
（9）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 |
（10）汽车发动机曲轴有限元分析及其铸造工艺、材料性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 球墨铸铁的发展与应用 |
| 1.2 高强度球铁曲轴生产合金元素控制 |
| 1.2.1 基本元素控制 |
| 1.2.2 常用合金元素选择 |
| 1.2.3 微量合金元素 |
| 1.3 等温淬火球墨铸铁(ADI) |
| 1.3.1 ADI简介 |
| 1.3.2 ADI热处理工艺带 |
| 1.3.3 ADI国内外研究新进展 |
| 1.4 多体动力学仿真及有限元分析在曲轴结构设计中的应用 |
| 1.4.1 ADAMS多体动力学仿真简介 |
| 1.4.2 ABAQUS有限元分析简介 |
| 1.4.3 虚拟样机动力学与有限元联合仿真在曲轴结构设计中的应用概况 |
| 1.5 铸造工艺数值模拟及其应用 |
| 1.5.1 Anycasting铸造充型与凝固模拟简介 |
| 1.5.2 数值模拟在铸造工艺开发中的应用 |
| 1.6 研究背景意义及主要内容 |
| 1.6.1 研究背景 |
| 1.6.2 主要内容 |
| 1.6.3 研究意义 |
| 第二章 试验材料与方法 |
| 2.1 技术路线 |
| 2.2 曲轴用高性能球墨铸铁生产试制 |
| 2.3 ADI合金成分选择与热处理试验方案设计 |
| 2.3.1 ADI等温淬火热处理试验方案设计 |
| 2.3.2 ADI合金成分设计试验方案 |
| 2.4 组织与性能检测 |
| 2.4.1 力学性能检测 |
| 2.4.2 显微组织检测 |
| 第三章 发动机轴系动力部件多体动力学仿真及有限元分析 |
| 3.1 曲柄连杆机构运动学分析 |
| 3.2 基于虚拟样机技术轴系动力部件运动学及动力学仿真 |
| 3.2.1 基于ADAMS轴系动力部件运动学及动力学分析 |
| 3.3 曲轴各工况下结构强度有限元分析及疲劳寿命计算 |
| 3.3.1 基于Abauqs曲轴结构静强度有限元分析 |
| 3.3.2 曲轴安全系数校核 |
| 3.4 曲轴动态特性(模态)分析 |
| 3.4.1 模态分析理论简介 |
| 3.4.2 曲轴动态特性有限元仿真及结果讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 球铁曲轴铸造工艺数值模拟及工艺优化 |
| 4.1 曲轴铸造工艺设计与数值模拟 |
| 4.1.1 曲轴铸造工艺设计及铸造充型与凝固过程仿真分析 |
| 4.2 铸造工艺优化设计 |
| 4.3 试验研究与验证 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 发动机曲轴用高性能球墨铸铁组织与力学性能研究 |
| 5.1 Cu、Mn添加量对铸态曲轴本体组织的影响 |
| 5.2 铸态本体试样合金元素线、面分布规律 |
| 5.3 Mn、Cu添加量对球铁曲轴本体力学性能的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 热处理工艺与合金成分对ADI组织与性能影响研究 |
| 6.1 等温处理工艺对完全奥氏体化ADI组织与力学性能的影响 |
| 6.1.1 等温淬火工艺参数对单步ADI组织与力学性能的影响 |
| 6.1.2 热处理工艺参数对双步ADI组织与性能的影响 |
| 6.1.3 单步与双步等温处理ADI组织与性能比较 |
| 6.2 热处理工艺参数对亚温淬火ADI组织与力学性能的影响 |
| 6.3 Cu,Ni,Mo添加量对ADI组织与力学性能的影响 |
| 6.3.1 Cu,Ni,Mo对铸态球铁组织与力学性能的影响 |
| 6.3.2 Cu,Ni,Mo对 ADI组织与力学性能的影响 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文 |
四、球铁金相试样快速制备方法（论文参考文献）
- [1]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)
- [2]由球铁型材制备高强韧ADI的研究[D]. 刘彩艳. 西安理工大学, 2020
- [3]柱塞泵缸体用球铁型材氮碳共渗工艺及组织与性能研究[D]. 武迈. 西安理工大学, 2020
- [4]球墨铸铁奥氏体化参数优化及等温淬火转变机制研究[D]. 韩非. 西安理工大学, 2020(01)
- [5]球墨铸铁球化孕育处理动态调控方法及系统研究[D]. 徐振宇. 哈尔滨理工大学, 2016(01)
- [6]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)
- [7]QT400-18球墨铸铁组织与性能研究[D]. 刘刚. 西南交通大学, 2011(04)
- [8]球墨铸铁球化孕育效果评价方法研究进展评述[J]. 徐振宇,李大勇,王利华. 铸造, 2014(03)
- [9]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)
- [10]汽车发动机曲轴有限元分析及其铸造工艺、材料性能研究[D]. 曾维和. 上海交通大学, 2017(03)