铸态合成球铁QT600-10材质的试验研究开题报告

 2022-01-09 18:45:06

全文总字数:3702字

1. 研究目的与意义(文献综述)

近年来随着铸铁的不断发展,生铁资源日益紧缺优质生铁更是供不应求,价格日趋上涨。面对日益严峻的形势,一部分铸铁件生产厂家应用电炉生产合成铸铁技术[1,2]。并且由于废钢量供应充足,价格也较为便宜,而且在球墨铸造铁生产中废钢是直接加入,无需重熔,可大大节约生产成本,所以以废钢为主炉料用电炉熔炼来生产合成球墨铸铁技术得以发展[3]。同时随着国家环保政策的日益严格,合成铸铁大量使用废钢利于节能环保。

“合成球墨铸铁”即以废钢、生铁、回炉料和增碳剂等为原料,在高温条件下通过复杂的物理和化学反应熔炼出具有一定成分的铁水,并予以球化和孕育处理而获得球墨铸铁的生产工艺。与传统的球墨铸铁生产工艺相比,具有生产成本低、能耗小、产品质量高等优点。因此,对该工艺的研究已成为国内外学者研究的热点[4,5,6,7] 。2012年欧洲球墨铸铁标准en 1563修改时增加了qt450-18、qt500-14、qt600-10三个有着“第二代球铁”之称的si固溶强化铁素体球墨铸铁牌号标准,并且已经投入到产品应用中[8,9]。在国内,高强度高韧性球墨铸铁以其广阔的应用前景,受到许多企业和铸造工作者的关注。郑兴睿等[6]以废钢(70%)、球墨生铁(30%)和增碳剂为炉料,采用电炉熔炼的方式,合成了高韧性球铁。与生铁熔炼的球铁相比,合成球铁的力学性能较好,伸长率提高了10%~12%。殷作虎等以低c和低mn的废钢和回炉料为原料,通过控制c、si、mn、ca、ba、re等元素的质量分数范围,并采用特制的球化剂和孕育剂,使球墨铸铁的耐低温冲击性能得到较大改善。国内的学者对合成球墨铸铁的生产工艺进行了多年的研究和推广,高强度高韧性球墨铸铁以其广阔的应用前景,受到许多企业和铸造工作者的关注。铸造厂采用传统的球墨铸铁生产工艺所生产的球墨铸铁存在生产成本高、产品质量不稳定、生产效率低等问题[7,10]

与此同时,汽车工业不断进步,商用车、重卡朝着重载、高速、低耗、低成本及良好的舒适性等方向发展,汽车底盘支架、托臂梁等零部件对高强度高韧性材料的综合性能要求也越来越高。就材料的综合性能和成本而言,合成球墨铸铁在具有高强度的同时具有高的伸长率,不仅可提高产品的整体安全系数,还可以进一步优化产品结构,达到薄壁减重效果[11,12];亦可通过替代普通碳钢材料,消除铸钢件先天铸造缺陷,降低生产成本,推进汽车轻量化工作[13]。目前实行的国家标准中关于球墨铸铁的要求较低,如qt600-3,不能满足汽车轻量化所要求的高强度、高韧性、高疲劳性能要求[14,15]

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2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

1.文献调研:了解铸态合成球铁qt600-10材质,了解国内外相关研究概况和发展趋势,了解选题与社会、健康、安全、成本以及环境等因素的关系;

2.材料制备:选定基本化学成分、合金元素、增碳剂、球化剂及孕育剂,确定熔炼工艺、球化及孕育处理工艺;采用中频炉熔制合金,进行球化孕育处理后浇注试样,采用合金化、复合孕育处理、缓冷等措施提高材料力学性能,并加工制备出测试要求的试样;

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3. 研究计划与安排

第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告,翻译文献。

第4-7周:按照研究方案,选定基本化学成分、合金元素、增碳剂、球化剂及孕育剂,确定熔炼工艺、球化及孕育处理等工艺,熔制合金,加工制备待测试分析试样。

第8-12周:采用金相显微镜、硬度测试仪、万能材料性能试验机等仪器设备分析其组织和力学性能。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] susana méndez, torre u d l , r. gonzález-martínez, et al. advancedproperties of ausferritic ductile iron obtained in as-cast conditions[j].international journal of metalcasting, 2016, 11(1):1-7.

[2] 程建龙. 铸态高强度高韧性qt600-10球墨铸铁控制技术[j]. 铸造技术, 2019(6):579-581.

[3] 陈建波, 杜波, 李志杰, 等.合成铸铁技术在球墨铸管生产中的应用[j]. 铸造设备与工艺, 2018 (5):45-46.

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