一、工程材料断裂微观机理的研究与球铁优化组织设计（论文文献综述）
王谦歌[1]（2021）在《Co、Ni合金化铸铁同质焊区组织和性能研究》文中认为本文针对铸铁同质焊区易出现的白口及裂纹两大问题,将石墨化元素Co、Ni直接加入铸铁焊芯之中,制备合金化铸铁同质焊条,并对灰铁和球铁进行焊补试验,分析Co、Ni元素含量及焊接工艺参数对焊区组织和性能的影响。研究结果表明:普通铸铁焊芯组织主要由珠光体+铁素体+石墨组成,其中铁素体含量为18%,焊芯硬度为HB195。Ni可促进焊芯中石墨的析出,促进铁素体的形成,当Ni含量为0.2%时,铁素体含量为23%,硬度降低为HB170。在含0.2%Ni的焊芯中,添加Co,随着焊芯中Co含量由0增加到2.8%时,Co的促石墨化作用,促使焊芯中铁素体含量由23%增加到35%;Co的固溶强化作用,强化了焊芯中的铁素体相;Co两方面的作用下,焊芯硬度先减小后增大,Co含量为1.6%时,硬度最低为HB138。使用含0.2%Ni、1.0%Co的合金化铸铁同质焊条焊补HT250,在焊接电流I=230A、预热温度T0=200 ℃～3 00℃、焊后空冷的工艺条件下。所得焊缝组织由铁素体+珠光体+片状石墨组成,铁素体含量为36%～45%,焊缝硬度为HB228～HB240;熔合区组织由珠光体+少量断续分布的莱氏体组成,硬度为HB257～HB280。使用含0.2%Ni、1.6%Co的合金化铸铁同质焊条焊补QT450-10,在焊接电流I=210A、预热温度T0=250℃～500℃、焊后空冷的工艺条件下。所得焊缝组织由铁素体+珠光体+球状石墨组成,铁素体含量为46%～58%,焊缝硬度为HB235～HB275;熔合区无白口,组织由珠光体+铁素体组成,硬度为HB275～HB321。采用研制的Co、Ni合金化铸铁同质焊条,可实现灰铁和球铁的同质焊接,获得无白口及裂纹,且组织和硬度与母材匹配的铸铁件同质焊接区。
王晓冬[2]（2021）在《汽车排气歧管用3Cr25Ni20耐热钢高温性能的研究》文中提出3Cr25Ni20奥氏体耐热钢相较于铁素体球墨铸铁和高硅钼球墨铸铁具有更高的高温强度,制造的排气歧管除具有高的抗热蠕变性、尺寸稳定性和耐蚀性外还有更好的抗氧化性能,能够有效保证使用寿命。3Cr25Ni20奥氏体耐热不锈钢在性能和经济性上满足了汽车排气歧管使用需求。本论文以3Cr25Ni20耐热钢为研究对象,对其高温强度、高温抗氧化行为和高温蠕变行为进行实验研究,探究材料在不同温度下的高温性能变化机理,研究结果可以为应用耐热钢制造汽车排气歧管提供重要依据。对比不同固溶处理温度,通过光学金相显微镜、扫描电子显微镜对试样的内部组织结构进行观察,结合洛氏硬度仪所测的硬度值确定合适的处理温度;将经过固溶处理的3Cr25Ni20耐热钢使用拉伸试验机和高温拉伸试验机对比测试室温和高温环境中的力学性能;将铸件和热处理后的耐热钢进行高温氧化实验,进行氧化速率计算,探讨其高温氧化机制;对耐热钢进行不同温度蠕变实验,采用SEM进行蠕变断口观察分析。经过实验研究,得到主要研究结果如下:1.经不同温度固溶处理后发现,随着温度的升高,3Cr25Ni20奥氏体耐热钢的硬度降低,结合金相组织观察,具有良好切削加工性能的合适的处理温度为1140℃。2.通过室温拉伸和高温拉伸发现,3Cr25Ni20奥氏体耐热钢在1140℃固溶处理后,在室温环境中,强度降低,韧性有所提高铸态试验钢的抗拉强度是539.8 MPa,固溶态试验钢的抗拉强度为507.5 MPa,铸态的屈服强度σ0.2是477.6 MPa,固溶热处理后的试验钢的屈服强度457.7 MPa,最大总伸长率由铸态的9.96%提升到11.29%。;在高温拉伸中,断后拉伸率随环境温度的升高而升高,抗拉强度在1000℃时有所下降。3.耐热钢3Cr25Ni20 800和900℃的高温氧化动力学曲线遵循线性到抛物线的转变规律,转变时间10 h,在1000℃下,耐热钢的抗氧化性有所下降,氧化50 h后氧化速率达到0.77 mg/cm2。4.耐热钢的断裂表现出良好的高温塑性和蠕变后的延性断裂。随着应力的增加,断裂韧窝变深。在650℃和700℃时,应力指数分别为8.6和6。经700℃高温蠕变后,析出相明显增多,网状结构变大。5.借助Pro CAST软件对铸件的结构设计和铸造的工艺设计进行优化,确定最佳熔模铸造工艺为一模四件工艺方案。
张梦琪[3]（2021）在《基于MAGMA的汽车轮毂支架铸造工艺研究》文中研究表明汽车轮毂支架是汽车悬挂系统的重要零部件,主要用于连接悬挂架、制动器和减震器,在行驶过程中承受交变冲击载荷,因此对其综合力学性能有着较高要求。本文主要对高强韧球墨铸铁轮毂支架的铸造工艺进行了设计和研究,利用专业铸造模拟软件MAGMA对铸件的充型和凝固过程进行模拟,预测了铸件在铸造生产过程中可能出现缺陷的位置和其成因,并逐步优化工艺方案,最终消除铸件中存在的缺陷,以期获得高质量的轮毂支架铸件。基于QT450-10牌号的球墨铸铁的化学成分,利用合金化手段,通过调整Cu、Mn元素含量,优化组织结构,增加了基体中珠光体含量,并促进珠光体片层的细化,设计开发出了抗拉强度达到736.67 Mpa、延伸率为10.6%的新型铸态高强韧球墨铸铁材料。根据汽车轮毂支架铸件的结构特点,设计了铸造工艺方案。运用MAGMA软件对铸造工艺方案进行了数值模拟分析,通过分析温度场、速度场和压力场等模拟结果,研究了铸件充型过程和凝固过程,确定了该方案下铸件内部的缩松缩孔缺陷特征。从优化冒口尺寸、冒口颈参数及浇注温度三个方面对原工艺方案进行了改进。由模拟结果可知,当提高浇注温度至1425℃,增大冒口高度和冒口直径,同时缩短冒口颈长度时,冒口颈的凝固时间延长,冒口的补缩能力得到增强,使铸件内的缩松数量极大改善。但由于铸件上端盖区域壁厚差异较大,厚壁部位凝固较慢,补缩困难,仍存在少量缩松。在此基础上,通过在上端盖厚大部位进一步增设冷铁,可以加快该部位凝固速度,促进厚大部位与壁厚较小部位的同时凝固,最终改善了该部位存在的大片热节,并使得缩松完全转移到冒口与浇注系统内,有效消除了铸件内缩松缺陷。
周宏伟[4]（2021）在《硅固溶铸态铁素体球铁组织及性能的研究》文中提出本文控制球墨铸铁的含Si量在2.5%～4.1%之间,主要研究了随着含Si量的变化,铸态铁素体球墨铸铁的微观组织、力学性能以及铁素体基体的强化和变形行为。通过对不同含Si量铸态铁素体球铁的微观组织观察、力学性能测试、低温冲击韧性试验等,研究了Si对铸态铁素体球铁微观组织及力学性能的影响规律。在此基础上,采用EDS能谱分析、X射线衍射分析,显微硬度测试等实验,研究了Si在铁素体基体中的分布规律以及对铁素体的固溶强化机理。所得主要结论如下:（1）当球铁的含Si量在2.56%～2.62%之间变化时,铸态铁素体球铁的力学性能主要受到基体中铁素体与珠光体的相对含量以及石墨组织的形态影响。当石墨形态基本相同时,随着珠光体含量的增加,球铁的抗拉强度与屈服强度上升,伸长率下降。相反,随着基体组织中铁素体含量的增加和珠光体含量的减少,球铁的伸长率上升,抗拉强度与屈服强度下降。随着球铁中石墨球化率的提高和石墨数量的增加,球铁的力学性能提高。（2）当含Si量在2.58%～4.06%变化时,随着含Si量的提高,铸态铁素体球铁基体组织中的铁素体不断增加,珠光体逐渐减少,当含Si量达到3.56%时,基体组织中铁素体含量达到97%,当Si含量达到4.06%时,球铁基体组织全部为铁素体。随着含Si量的提高,球铁中石墨球的形态得到进一步改善,石墨球更加细小、均匀,当含Si量从2.58%提高到4.06%时,石墨球数量由25个/mm2,提高到146个/mm2,石墨球直径由70um降低到28um,石墨球化率从87.6%提高到96.1%。（3）当含Si量在2.58%～4.06%变化时,随着含Si量的增加,铸态铁素体球铁的抗拉强度、屈服强度、屈强比升高,伸长率先升高后降低。当含Si量为2.58%时,球铁的抗拉强度为467MPa、屈服强度为355Mpa、屈强比为0.76、伸长率为16.8%,当含Si量为3.56%时,球铁的抗拉强度为580MPa、屈服强度为469MPa、屈强比为0.80、伸长率达到18.7%,当含Si量增加到4.06%时,球铁的抗拉强度为626MPa、屈服强度为509Mpa、屈强比为0.81、伸长率为17.4%。（4）当含Si量在2.58%～4.06%变化时,随着含Si量的增加,铸态铁素体球铁的冲击韧性逐渐下降,韧脆转变温度逐渐升高。当含Si量为2.58%时,球铁无缺口室温冲击功为144.6J,韧脆转变温度约为-60℃～-40℃,当含Si量增加到3.56%时,球铁无缺口室温冲击功为39.7J,韧脆转变温度约为-20℃～0℃,而当含Si量进一步增大到4.06%时,球铁无缺口室温冲击功仅为16.0J,韧脆转变温度约为0℃～20℃。（5）Si对铁素体基体具有很强的固溶强化作用,当含Si量在2.58%～4.06%变化时,随着含Si量的增加,铸态铁素体球铁的铁素体组织显微硬度显着提高,铁素体基体的晶格常数减小,晶格畸变增大。当含Si量从2.58%增加到4.06%时,铸态铁素体球铁中铁素体的晶格常数减小了0.067%,铁素体基体的平均显微硬度增加了54.2HV。
张亮亮[5]（2020）在《百吨级球墨铸铁核乏燃料容器铸造工艺优化与实验研究》文中认为我国核电发展迅速,对乏燃料贮运容器需求快速增加。与其他材质的贮运容器相比,球墨铸铁核乏燃料容器具有高完整性、优良的辐射屏蔽性能、明显的经济性等优势。本课题所研究百吨级球墨铸铁核乏燃料容器（以下简称球铁核乏燃料容器）壁厚520mm,重约135t,属于超大断面球墨铸铁件。具有凝固时间长、偏析严重、缩孔和缩松产生倾向大等特点,生产技术难度大。本课题通过对百吨级球铁核乏燃料容器铸造工艺进行模拟、设计45°扇形试块并测量其凝固温度场、解剖45°扇形试块并分析其组织和性能,得出结论如下:（1）砂型铸造工艺凝固时间长达50.64h,明显不能满足球铁核乏燃料容器的要求;砂型冷铁铸造工艺虽然加快了容器铸件的凝固速度,但是凝固时间依然长达25.88h,也不适合;采取金属型铸造工艺,球铁核乏燃料容器的凝固时间缩短至3.49h,缺陷数量和分布也最少,所以球铁核乏燃料容器采用金属型铸造工艺;（2）利用自主研制的16通道测温系统成功的测得45°扇形试块的温度场与铸型温度曲线,模拟结果与实际测温结果基本一致（误差为2%）,现行的模拟软件可以用来优化大型球铁核乏燃料容器的铸造工艺;（3）45°扇形试块实验中,最后凝固位置是内1/4处,并不是试块中心,冲击性能薄弱环节出现在内1/4位置;研究还发现大断面球墨铸铁件凝固温度并不是1147℃,而是在1147℃～1080℃区间内进行凝固;（4）在45°扇形试块实验研究中,通过一系列质量控制措施,45°扇形试块最长凝固时间为 3.42h、球化率≥85.1%、基体为全铁素体,Rm≥371MPa、RP0.2≥233MPa、A≥19.5%、-40℃ax≥5.4J/cm2,组织与性能均达到球铁核乏燃料容器的要求,表明在国内现有技术条件下可以达到国外球铁核乏燃料容器性能指标;（5）石墨球个数对屈服强度、抗拉强度、伸长率等常规力学性能指标影响不大,但对冲击性能影响较大,尤其是-40℃低温冲击性能;为保证球铁核乏燃料容器各项性能指标满足要求,除了采取优选原材料、严格控制微量元素含量、合适的球化和孕育处理工艺等措施外,还应该采取措施进一步加快铸件的冷却速度,使其在在3.5h内凝固,保证石墨球个数≥50/mm2;（6）对球铁核乏燃料容器的铸造工艺进行优化后,在球铁核乏燃料容器的器身部位采用300mm金属型+300mm冷铁工艺,顶部热节部位采用450mm金属型+450mm全冷铁工艺,不仅可以保证球铁核乏燃料容器在3.5h内凝固,还能使器身部位与热节部位的凝固温度场相协调,保证球铁核乏燃料容器的组织和性能一致性;（7）45°扇形试块测温与解剖分析结果应用在百吨级球铁核乏燃料容器的铸造工艺优化与方案设计,取得了良好的效果,百吨级球铁核乏燃料容器在实际生产过程中凝固热量更多、凝固条件更为复杂,要保证获得的百吨级球铁核乏燃料容器各项指标达到国外容器要求,还需要大量深入的研究。
刘彩艳[6]（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着影响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奥氏体的含量具有显着的影响,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,能显着提高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（奥氏体化）+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。
韩非[7]（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》文中指出等温淬火球墨铸铁（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着性因素。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。
于明基[8]（2020）在《Ni及退火工艺对低温高韧性球墨铸铁组织和性能的影响》文中研究表明低温高韧性球墨铸铁的力学性能优良,即使在低温环境下也能保持一定的冲击韧性,广泛应用于轨道交通、大型船舶、核电、风力发电等领域,该领域所用铸件服役环境恶劣,甚至还要在低温环境下长时间运行工作,因此对铸件的质量和性能要求严格,特别是低温冲击韧性。目前,提高球墨铸铁低温冲击韧性的方法主要是合金化和热处理。本文在QT400-18球墨铸铁的基础上,通过Ni合金化和退火处理来提高球墨铸铁的低温冲击韧性。本文首先通过浇铸Y型试块,探讨Ni含量对球墨铸铁铸态组织及性能的影响规律。结果表明:加入Ni元素后,组织中的珠光体含量增多,基体组织也得到细化。当Ni含量从0.0%增加到0.6%时,石墨球数量增多,且更加细小圆整,铁素体晶粒得到细化,而Ni含量继续增加时,石墨球化率与均匀性略微降低,对铁素体晶粒的细化效果也减弱了。随着Ni含量的增加,铸态球墨铸铁的抗拉强度与硬度呈上升趋势,而伸长率与低温冲击韧性呈下降趋势。其次采用对比分析方法,对不含Ni和含0.6%Ni的Y型试块进行热处理工艺优化,采用了低温（760℃）、中温（850℃）、高温（920℃）的单阶段和两阶段的石墨化退火工艺。结果表明:采用低温两阶段（760℃×4h+730℃×4h）退火处理后,球墨铸铁的综合力学性能最佳。然后,在最佳的热处理工艺下探讨了Ni含量对热处理态球墨铸铁组织及性能的影响。结果表明:经热处理后,球墨铸铁中的铁素体含量都达到了98%以上,且含0.6%Ni球铁的综合力学性能最佳,含0.6%Ni球铁的抗拉强度、伸长率、低温冲击韧性、布氏硬度分别达到了410MPa、26.3%、18.8J/cm2、155HB。将优化出的最佳Ni含量与退火工艺应用于300mm×300mm×300mm厚大断面球铁模拟试块中。结果表明:含0.6%Ni厚大断面球铁的石墨球数量略微增加,石墨球的形貌得到了改善,变得更加细小圆整,同时基体组织也得到细化,减小了铁素体晶粒尺寸。采用低温两阶段退火处理后,组织中的铁素体含量能达到95%以上。两试块都是在边缘位置的力学性能最高,随着凝固时间的加长,试样中出现了畸形石墨,导致力学性能急剧下降。与未加Ni相比,含0.6%Ni厚大断面球铁试块具有较高的力学性能,在边缘位置,含0.6%Ni试块的抗拉强度、伸长率、低温冲击韧性、布氏硬度分别增加了6.8%、25%、14.8%、4.0%,而在中心位置,含0.6%Ni试块的抗拉强度、伸长率、低温冲击韧性、布氏硬度也增加了1.6%、11.1%、3.8%、5.6%。
彭亭涛[9]（2020）在《Nb、Cr对奥铁体球墨铸铁组织和耐磨性能影响的研究》文中指出奥铁体球铁通过等温淬火热处理之后可以使球墨铸铁基体组织转变为针状铁素体和高碳奥氏体,这种含奥铁体组织的球铁称之为奥铁体球铁。与普通球铁材料相比,奥铁体球铁具有良好的塑性、较高的强度、动载性和吸震性及耐摩擦磨损性能好等许多优点。本课题分别采用Nb和Cr合金化制备奥铁体球铁来探讨其组织和性能方面的变化,并对两种合金化影响奥铁体球铁耐磨性能的作用机理进行了研究分析。实验过程为同一种等温淬火热处理参数下分别制备不同Nb和Cr含量的奥铁体球铁,分为Nb实验组和Cr实验组,Nb实验组分为三个不同含量对比试验组,分别为A0:wt（Nb）=0%、A1:wt（Nb）=0.1%、A2:wt（Nb）=0.25%、A3:wt（Nb）=0.4%。Cr实验组分为三个不同含量对比试验组,分别为B0:wt（Cr）=0%、B1:wt（Cr）=0.2%、B2:wt（Cr）=0.4%、B3:wt（Cr）=0.6%。通过对试样磨损前后的金相组织的对比分析和磨损实验测试得到实验数据来分析其规律。奥铁体球铁的铸态组织主要为:石墨球、珠光体、极少量的铁素体和碳化物。Nb和Cr主要以碳化物的形式存在,Nb和Cr含量不同会改变基体中珠光体和碳化物的体积分数,同时,还会影响石墨球的均匀分布。增加Nb的含量会使珠光体和碳化物的含量增加,但是会引起石墨球的分布不均匀化。增加Cr的含量会导致石墨球的尺寸略有减小,体积比也略有降低,但是珠光体和碳化物的含量都有明显的增多。奥铁体球铁的基体组织主要由针状铁素体和高碳奥氏体组成。基体中残余奥氏体的含量使得含Nb和含Cr奥铁体球铁试样在磨损中受应力作用时,发生加工硬化效应,使试样表面硬度增加,提高材料的耐磨性能。Nb合金化奥铁体球铁试样磨损试验数据表明:当Nb含量为0.25%时,磨损量最小,故耐磨性能最好。继续添加Nb,试样的磨损量逐渐增加。通过观察磨损形貌组织发现当Nb含量为0.1%时,材料的主要失效形式以磨粒磨损和微观剥落为主;当Nb含量为0.25%时,磨粒磨损是材料的主要失效形式;当Nb含量为0.4%时,磨粒磨损和微观剥落是材料的主要失效形式。Cr合金化奥铁体试样磨损试验数据表明:当Cr含量在0.2%-0.6%时,随着Cr含量的增加,磨损量持续减少,但减少幅度逐渐减小。磨粒磨损和微观剥落为材料的主要失效形式。
伊鹏跃[10]（2019）在《两步等温淬火Cu合金化ADI疲劳性能与断裂韧性》文中认为等温淬火球墨铸铁（ADI）具有优良的综合力学性能,在发动机曲轴、齿轮等传动部件中具有重要应用前景。优良的疲劳性能和断裂韧性是ADI零部件安全服役的保障。同时提升ADI材料的强度和塑韧性是提升材料疲劳极限和断裂韧性的有效手段。因此,本文以获得高强韧性ADI材料为目标,采用Cu合金化和两步等温淬火工艺为调控手段,制备了两步等温淬火Cu合金化ADI（两步法Cu-ADI）。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪、万能拉伸试验机、MTS疲劳试验机和高周疲劳试验机等分析测试手段,系统的研究了Cu对两步法Cu-ADI显微组织、疲劳性能和断裂韧性的影响。并在此基础上研究了石墨形貌、石墨数量和基体组织对两步法Cu-ADI的疲劳性能和断裂韧性的影响。为开发低成本高性能ADI奠定理论和实践基础。在本文实验条件下,获得的主要结果如下:Cu合金化球墨铸铁的铸态组织由石墨球和基体组织（铁素体+珠光体）构成,随Cu含量增加,石墨球尺寸减小,珠光体含量显着增加,当Cu含量超过0.8%时,珠光体含量基本不变;经两步等温淬火后,基体组织由珠光体和铁素体转变为针状铁素体和残余奥氏体;随着Cu含量增加,残余奥氏体含量增加,尺寸增大,同时残余奥氏体碳含量降低。随Cu含量增加,两步法Cu-ADI的抗拉强度、屈服强度和冲击功均先增加后减小,而延伸率变化不大;疲劳极限先升高后降低,断裂韧性则不断升高。两步法Cu-ADI在Cu含量为1.4%时,具有最佳的综合力学性能,抗拉强度为1370MPa,屈服强度为1270MPa,延伸率6.5%,冲击功达到123J,疲劳极限505MPa,断裂韧性68.85MPa·m1/2。两步法Cu-ADI的疲劳裂纹主要萌生于表层或近表层的石墨球与基体界面处。适宜的Cu含量,增加了两步法Cu-ADI中残余奥氏体含量,抑制了上贝氏体和马氏体的形成,显着提高了两步法Cu-ADI的塑韧性,从而提升了疲劳极限和断裂韧性。固定Cu含量为1.4%,通过改变球化剂和一次孕育剂加入量,调控石墨形貌和石墨球数量,研究了石墨形貌和数量对两步法Cu-ADI疲劳性能和断裂韧性的影响。随着球化剂加入量由0.7%增至1.5%时,球化级别由6级逐渐提升至1级,石墨形貌分别为蠕虫状、团状和规整的球状,各项力学性能显着增加,并在石墨形貌呈规整的球状时达到最佳,此时抗拉强度为1267MPa,屈服强度为1150MPa,延伸率达到11%,冲击功为102.5J,疲劳极限为499MPa,断裂韧性达到73.06 MPa·m1/2。随着一次孕育剂加入量由0.6%增加至1.6%时,石墨球数量由40个/mm2增加至121个/mm2。随石墨球数量的增加,两步法Cu-ADI的各项力学性能变化不大。因此,石墨形貌是影响两步法Cu-ADI疲劳性能及断裂韧性的关键因素,而石墨球数量的影响较小。蠕虫状石墨割裂了基体组织,同时蠕虫状石墨周围的基体产生较大的应力集中,即使在低循环载荷时,疲劳裂纹也会发生扩展,并形成多个疲劳裂纹源。规整的球状石墨有效地降低了石墨周围基体的应力集中,延缓了两步法Cu-ADI疲劳裂纹的萌生,另外,在疲劳裂纹萌生过程中需先沿石墨-基体界面开裂,规整的石墨球能够增加裂纹扩展过程中的塑性区尺寸,增加了疲劳裂纹萌生和扩展的阻力。球化良好的两步法Cu-ADI具有高的疲劳性能和断裂韧性。通过改变两步等温淬火热处理工艺调控基体组织,研究了基体组织对两步法Cu-ADI疲劳性能与断裂韧性的影响。结果表明:随着残余奥氏体含量及其碳含量的增加,两步法Cu-ADI的疲劳性能与断裂韧性升高;随着针状铁素体和残余奥氏体的细化,两步法Cu-ADI的疲劳性能与断裂韧性也升高;当残余奥氏体发生分解或碳化物析出时,其疲劳性能及断裂韧性急剧降低。建立了残余奥氏体含量、残余奥氏体碳含量、屈服强度与疲劳性能之间的定量关系模型,即σf=2.43σy（XγCγ）1/2+282。断裂韧性与残余奥氏体含量、残余奥氏体碳含量、屈服强度之间存在重要联系,并且还与残余奥氏体的稳定性密切相关。随残余奥氏体稳定性降低,材料断裂需同时克服塑性变形功及相变能,因而两步法Cu-ADI的断裂韧性升高,当残余奥氏体稳定性进一步降低时,ADI未充分变形即发生相变因而所需克服的塑性变形功降低,且形成的马氏体产生较大的内应力,有利于裂纹的扩展,因此断裂韧性显着下降。
二、工程材料断裂微观机理的研究与球铁优化组织设计（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、工程材料断裂微观机理的研究与球铁优化组织设计（论文提纲范文）
（1）Co、Ni合金化铸铁同质焊区组织和性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 前言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 铸铁焊接性 |
| 1.3 铸铁焊接研究现状 |
| 1.3.1 铸铁的焊接方法 |
| 1.3.2 铸铁的焊接材料 |
| 1.3.3 铸铁的焊接工艺 |
| 1.4 合金元素对焊缝的影响 |
| 1.5 铸铁同质焊材发展趋势 |
| 1.6 研究目标及内容 |
| 1.6.1 研究目标 |
| 1.6.2 研究内容 |
| 2 研究条件及方法 |
| 2.1 总体研究方案 |
| 2.2 合金化铸铁同质焊材成分设计 |
| 2.2.1 焊缝成分设计 |
| 2.2.2 焊芯成分确定 |
| 2.2.3 药皮成分的确定 |
| 2.3 合金化铸铁同质焊条的制备 |
| 2.3.1 焊芯的制备 |
| 2.3.2 焊条的制备 |
| 2.4 铸铁焊接工艺 |
| 2.4.1 焊接设备及试件 |
| 2.4.2 焊接工艺参数 |
| 2.5 焊芯及焊区组织分析与硬度测试 |
| 2.5.1 组织分析 |
| 2.5.2 硬度测试 |
| 3 Co、Ni合金化铸铁同质焊条的设计与制备 |
| 3.1 焊材成分设计 |
| 3.1.1 合金元素的选择 |
| 3.1.2 合金元素含量的确定 |
| 3.2 焊条的制备过程 |
| 3.2.1 焊芯的制备 |
| 3.2.2 焊条的制备 |
| 3.3 焊芯组织和硬度对冷速的敏感性 |
| 3.3.1 焊芯组织随冷速的变化 |
| 3.3.2 焊芯硬度随冷速的变化 |
| 3.4 Co、Ni合金化铸铁焊芯组织和硬度 |
| 3.4.1 Ni含量对焊芯组织及硬度的影响 |
| 3.4.2 Co含量对焊芯组织及硬度的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 铸铁同质焊区组织和硬度 |
| 4.1 Co、Ni合金化灰铁同质焊区组织与硬度 |
| 4.1.1 焊接区成分 |
| 4.1.2 焊接区组织 |
| 4.1.3 焊接区硬度 |
| 4.1.4 预热温度对焊区组织和硬度的影响 |
| 4.2 Co、Ni合金化球铁焊接区组织与硬度 |
| 4.2.1 焊接区成分 |
| 4.2.2 焊接区组织 |
| 4.2.3 焊接区硬度 |
| 4.2.4 预热温度对焊区组织和硬度的影响 |
| 4.3 Co对焊缝铁素体化及固溶强化机理探析 |
| 4.3.1 Co的铁素体化作用 |
| 4.3.2 Co的固溶强化作用 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（2）汽车排气歧管用3Cr25Ni20耐热钢高温性能的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 汽车排气歧管材质的发展 |
| 1.2.1 灰口铸铁 |
| 1.2.2 硅钼铸铁 |
| 1.2.3 高镍球铁 |
| 1.2.4 奥氏体耐热钢 |
| 1.3 耐热钢介绍 |
| 1.3.1 主要合金元素的作用 |
| 1.3.2 耐热钢的强化机理 |
| 1.3.3 耐热钢的发展方向 |
| 1.4 耐热钢高温性能概述 |
| 1.4.1 耐热钢抗高温氧化的意义 |
| 1.4.2 耐热钢抗高温氧化研究进展 |
| 1.5 铸造CAE的发展与应用 |
| 1.6 本课题研究意义及研究内容 |
| 第2章 实验方法及过程 |
| 2.1 实验主要设备及辅助器材 |
| 2.2 实验材料的准备 |
| 2.3 实验设计 |
| 2.3.1 金相试样的制备与观察 |
| 2.3.2 铸态和固溶态合金的硬度测试 |
| 2.3.3 拉伸试样的制备 |
| 2.3.4 高温蠕变试验 |
| 2.3.5 高温氧化实验 |
| 2.3.6 耐热钢排气歧管熔模铸造的技术工艺措施 |
| 2.4 主要仪器设备及表征手段 |
| 2.4.1 光学金相分析(OM) |
| 2.4.2 扫描电镜及能谱分析(SEM-EDS) |
| 2.4.3 透射电子显微镜(TEM) |
| 2.4.4 X射线衍射分析(XRD) |
| 2.5 基于ProCAST分析的耐热钢熔模铸造工艺及模具设计 |
| 2.5.1 铸造过程分析 |
| 2.5.2 熔模铸造排气歧管工艺 |
| 2.5.3 熔模铸造排气歧管工艺成本分析 |
| 2.5.4 采用的技术路线及原理 |
| 第3章 耐热钢组织及力学性能研究 |
| 3.1 3Cr25Ni20 耐热钢的显微组织 |
| 3.2 硬度测试分析 |
| 3.3 室温拉伸试验 |
| 3.3.1 室温拉伸应力应变曲线 |
| 3.3.2 室温拉伸断口分析 |
| 3.4 高温拉伸试验 |
| 3.4.1 高温拉伸力学数据与宏观形貌分析 |
| 3.4.2 高温拉伸断口形貌分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 耐热钢的高温性能研究 |
| 4.1 耐热钢的高温氧化性能的研究 |
| 4.1.1 显微组织观察分析 |
| 4.1.2 高温氧化动力学分析 |
| 4.1.3 耐热钢高温氧化机制探讨 |
| 4.2 固溶态耐热钢高温蠕变行为的研究 |
| 4.2.1 耐热钢蠕变性能分析 |
| 4.2.2 蠕变试样的形貌分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 基于ProCAST的熔模铸造数值模拟及优化 |
| 5.1 材料替代试验 |
| 5.1.1 手工制壳试验 |
| 5.1.2 铸件设计 |
| 5.1.3 原型样件试制 |
| 5.1.4 铸件加工及台架试验 |
| 5.1.5 制壳及浇铸工艺总结 |
| 5.2 耐热钢排气歧管的结构设计 |
| 5.2.1 可靠性设计方法及原则 |
| 5.2.2 材料设计参数及模拟 |
| 5.2.3 结构设计更新 |
| 5.3 耐热钢排气歧管的铸造工艺设计 |
| 5.3.1 一模两件 |
| 5.3.2 一模四件 |
| 5.3.3 工艺方案设计总结 |
| 第6章 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 攻读硕士学位期间研究成果 |
（3）基于MAGMA的汽车轮毂支架铸造工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 球墨铸铁概述 |
| 1.1.1 球墨铸铁铸态的组织 |
| 1.1.2 球墨铸铁的性能 |
| 1.1.3 球墨铸铁高强韧性合金化研究现状 |
| 1.1.4 球墨铸铁的生产应用 |
| 1.2 铸造技术概述 |
| 1.2.1 铸造业发展现状及趋势 |
| 1.2.2 常见铸造缺陷及防制方法 |
| 1.3 铸造模拟技术的发展及应用 |
| 1.3.1 铸造CAE技术概述 |
| 1.3.2 铸造模拟技术的发展现状 |
| 1.3.3 国内外主流模拟软件简介 |
| 1.3.4 铸造模拟技术未来发展趋势 |
| 1.4 研究的背景意义及内容 |
| 第2章 数值模拟理论基础 |
| 2.1 铸造充型过程模拟理论基础 |
| 2.1.1 充型过程数值模拟方法 |
| 2.1.2 充型过程数学模型 |
| 2.2 铸造凝固过程模拟理论基础 |
| 2.2.1 凝固过程传热学基础 |
| 2.2.2 凝固传热过程数值模型 |
| 2.2.3 缩松缩孔预测方法 |
| 2.3 铸造模拟软件MAGMA介绍 |
| 2.3.1 主要模块 |
| 2.3.2 模拟流程 |
| 2.3.3 数据库的扩展 |
| 2.3.4 相关判据 |
| 第3章 轮毂支架铸件材料成分设计及性能分析 |
| 3.1 实验材料 |
| 3.1.1 化学成分的设计 |
| 3.1.2 试验球墨铸铁的制备 |
| 3.2 组织观察与性能测试 |
| 3.2.1 铸件的显微组织观察 |
| 3.2.2 铸件的力学性能测试 |
| 3.3 显微组织分析 |
| 3.3.1 金相组织分析 |
| 3.3.2 SEM组织分析 |
| 3.4 力学性能分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 轮毂支架的生产过程及工艺设计 |
| 4.1 轮毂支架铸件结构特点分析 |
| 4.2 汽车轮毂支架的生产过程 |
| 4.2.1 化学成分 |
| 4.2.2 熔炼工艺设计 |
| 4.2.3 球化及孕育工艺 |
| 4.3 铸造工艺方案设计 |
| 4.3.1 造型方法的选择 |
| 4.3.2 浇铸位置的选择 |
| 4.3.3 分型面的确定 |
| 4.3.4 工艺参数设计 |
| 4.3.5 砂芯设计 |
| 4.3.6 浇注系统设计 |
| 4.3.7 补缩系统设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 轮毂支架铸造过程数值模拟及结果分析 |
| 5.1 数值模拟前处理 |
| 5.1.1 轮毂支架铸造工艺建模 |
| 5.1.2 网格划分 |
| 5.1.3 计算参数设置 |
| 5.2 模拟结果分析 |
| 5.2.1 充填过程模拟结果 |
| 5.2.2 凝固过程模拟结果 |
| 5.2.3 缺陷模拟结果 |
| 5.3 铸造工艺方案的改进及模拟 |
| 5.3.1 浇注温度对模拟结果影响 |
| 5.3.2 冒口参数对模拟结果的影响 |
| 5.3.3 增设冷铁对模拟结果的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 论文总结 |
| 6.2 不足与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 攻读硕士学位期间研究成果 |
（4）硅固溶铸态铁素体球铁组织及性能的研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 球墨铸铁概述 |
| 1.2.1 球墨铸铁的起源 |
| 1.2.2 球墨铸铁的分类及特点 |
| 1.3 铁素体球墨铸铁 |
| 1.3.1 铸态铁素体球墨铸铁 |
| 1.3.2 热处理态铁素体球墨铸铁 |
| 1.4 硅固溶铁素体球墨铸铁的发展概况 |
| 1.4.1 硅固溶铁素体球墨铸铁的起源 |
| 1.4.2 硅固溶铁素体球墨铸铁发展 |
| 1.5 本课题的主要研究内容 |
| 第二章 试验过程和方法 |
| 2.1 试验方案及技术路线 |
| 2.1.1 试验方案 |
| 2.1.2 技术路线 |
| 2.2 化学成分设计 |
| 2.3 原材料的选择及试样制备 |
| 2.3.1 原材料的选择 |
| 2.3.2 熔炼、球化、孕育工艺 |
| 2.3.3 浇注工艺 |
| 2.4 微观组织分析 |
| 2.4.1 金相观察 |
| 2.4.2 扫描电镜观察及EDS能谱分析 |
| 2.4.3 X射线衍射分析 |
| 2.5 力学性能测试 |
| 2.5.1 拉伸实验 |
| 2.5.2 维氏硬度试验 |
| 2.5.3 冲击韧性试验 |
| 第三章 微观组织对铸态铁素体球铁力学性能的影响 |
| 3.1 铸态铁素体球铁微观组织 |
| 3.1.1 石墨组织特征 |
| 3.1.2 基体组织特征 |
| 3.2 微观组织对铸态铁素体球铁力学性能的影响 |
| 3.2.1 基体组织对力学性能的影响 |
| 3.2.2 石墨组织对球铁力学性能的影响 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 Si对铸态铁素体球铁微观组织及力学性能的影响 |
| 4.1 Si对微观组织的影响 |
| 4.1.1 Si对石墨组织的影响 |
| 4.1.2 Si对基体组织的影响 |
| 4.2 Si对力学性能的影响 |
| 4.2.1 Si对拉伸性能的影响 |
| 4.2.2 拉伸断口表征 |
| 4.2.3 Si对冲击韧性的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 Si对铁素体球铁固溶强化机理的研究 |
| 5.1 Si在球铁组织中的分布特征 |
| 5.1.1 Si在球铁微观组织中的分布 |
| 5.1.2 Si在球铁铁素体基体中的分布 |
| 5.2 Si对铁素体显微硬度的影响 |
| 5.3 Si固溶对铁素体晶格常数的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 全文总结及展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的学术活动及成果 |
（5）百吨级球墨铸铁核乏燃料容器铸造工艺优化与实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.1.1 我国核电发展现状 |
| 1.1.2 乏燃料贮运现状和贮运容器的选择 |
| 1.2 球墨铸铁核乏燃料容器国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 大断面球墨铸铁件凝固特点简介 |
| 1.4 大断面球墨铸铁件质量影响因素与控制的研究 |
| 1.5 研究方法 |
| 1.6 研究内容 |
| 1.7 课题来源及创新点 |
| 1.7.1 课题来源 |
| 1.7.2 创新点 |
| 1.8 本章小结 |
| 第二章 实验条件与方法 |
| 2.1 球铁核乏燃料容器性能与组织要求 |
| 2.1.1 国外球墨铸铁核乏燃料容器对性能和组织要求 |
| 2.1.2 国内球墨铸铁核乏燃料容器对性能和组织要求 |
| 2.2 球铁核乏燃料容器材质选择 |
| 2.3 QT400-18化学成分的作用及控制 |
| 2.4 球化处理与孕育处理 |
| 2.4.1 球化剂简述 |
| 2.4.2 球化处理工艺 |
| 2.4.3 孕育剂 |
| 2.4.4 孕育处理工艺 |
| 2.5 实验材料及实验设备 |
| 2.5.1 实验材料 |
| 2.5.2 实验设备 |
| 2.6 实验方法 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 球铁核乏燃料容器铸造工艺设计及模拟 |
| 3.1 铸造工艺设计 |
| 3.1.1 浇注系统设计 |
| 3.1.2 冒口设计 |
| 3.1.3 冷铁的厚度的计算 |
| 3.1.4 金属型的设计 |
| 3.2 球铁核乏燃料容器铸造工艺模拟 |
| 3.2.1 铸造工艺模拟流程 |
| 3.2.2 铸造工艺模拟方案 |
| 3.2.3 华铸CAE软件及其操作界面 |
| 3.2.4 网格划分及参数设定 |
| 3.3 凝固过程工艺模拟 |
| 3.3.1 砂型工艺模拟 |
| 3.3.2 砂型冷铁工艺模拟 |
| 3.3.3 金属型工艺模拟 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 45°扇形试块实验研究 |
| 4.1 16通道测温系统 |
| 4.1.1 16通道测温系统的硬件 |
| 4.1.2 16通道测温系统 |
| 4.2 热电偶的布置 |
| 4.3 45°扇形试块生产工艺及质量控制 |
| 4.4 测温结果及分析 |
| 4.4.1 冷铁与金属型冷却特性 |
| 4.4.2 45°扇形试块凝固曲线 |
| 4.4.3 球铁核乏燃料容器模拟凝固时间分布 |
| 4.5 45°扇形试块的性能与组织 |
| 4.5.1 试块选取与切割 |
| 4.5.2 试样的切取 |
| 4.5.3 试样结构尺寸 |
| 4.5.4 45°扇形试块力学性能 |
| 4.5.5 45°扇形试块金相组织 |
| 4.5.6 石墨形态与性能的关系 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 球铁核乏燃料容器铸造工艺优化 |
| 5.1 热节部位凝固特点 |
| 5.2 铸造工艺比较与优化 |
| 5.2.1 不同铸造工艺的凝固模拟 |
| 5.2.2 不同铸造工艺条件下热节部位的凝固 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间发表的学术论文和参加科研情况 |
（6）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 |
（7）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 |
（8）Ni及退火工艺对低温高韧性球墨铸铁组织和性能的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 低温高韧性球墨铸铁的概述 |
| 1.2.1 低温高韧性球墨铸铁的简介 |
| 1.2.2 低温高韧性球墨铸铁的化学成分 |
| 1.2.3 球墨铸铁的凝固特性 |
| 1.3 低温高韧性球墨铸铁的研究现状 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 第2章 试验材料与测试分析方法 |
| 2.1 研究方案 |
| 2.1.1 Ni含量对低温高韧性球墨铸铁组织及性能的影响试验方案 |
| 2.1.2 热处理工艺优化试验方案 |
| 2.1.3 Ni及热处理对厚大断面球铁组织及性能的影响试验方案 |
| 2.2 试验的材料及设备 |
| 2.3 试验过程 |
| 2.3.1 砂型的制备 |
| 2.3.2 熔炼及浇铸 |
| 2.3.3 测温和取样位置 |
| 2.4 微观组织的观察与分析 |
| 2.5 力学性能测试 |
| 2.5.1 室温拉伸测试 |
| 2.5.2 -20℃低温冲击测试 |
| 2.5.3 硬度测试 |
| 第3章 Ni含量对低温高韧性球墨铸铁铸态组织及性能的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Y型试块冷却曲线分析 |
| 3.3 Ni含量对铸态组织的影响 |
| 3.3.1 Ni含量对石墨形貌的影响 |
| 3.3.2 Ni含量对基体组织的影响 |
| 3.4 Ni含量对铸态力学性能的影响 |
| 3.5 铸态断口分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 退火工艺对低温高韧性球墨铸铁组织及性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 低温高韧性球墨铸铁退火工艺优化 |
| 4.2.1 退火工艺对组织的影响 |
| 4.2.2 退火工艺对力学性能的影响 |
| 4.3 Ni含量对低温高韧性球墨铸铁退火态组织及性能的影响 |
| 4.3.1 Ni含量对退火态组织的影响 |
| 4.3.2 Ni含量对退火态力学性能的影响 |
| 4.3.3 退火态断口分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 Ni及退火工艺在厚大断面球铁模拟试块的应用效果 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 试块冷却曲线分析 |
| 5.3 Ni对厚大断面球铁不同凝固时间的组织及性能的影响 |
| 5.3.1 不同凝固时间的铸态组织分析 |
| 5.3.2 不同凝固时间的退火态组织分析 |
| 5.3.3 不同凝固时间的力学性能分析 |
| 5.3.4 不同凝固时间的断口分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（9）Nb、Cr对奥铁体球墨铸铁组织和耐磨性能影响的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 奥铁体球铁的性能优势和应用现状 |
| 1.1.1 奥铁体球铁的性能优势 |
| 1.1.2 奥铁体球铁的应用现状 |
| 1.2 奥铁体球铁的发展 |
| 1.2.1 国外奥铁体球铁的发展 |
| 1.2.2 国内奥铁体球铁的发展 |
| 1.3 化学元素的作用以及合金化奥铁体球铁的研究动态 |
| 1.3.1 化学元素在奥铁体球铁中的作用 |
| 1.3.2 合金化奥铁体球铁的研究动态 |
| 1.4 课题的背景和意义 |
| 1.4.1 课题背景 |
| 1.4.2 课题意义 |
| 1.5 课题研究的主要内容 |
| 1.6 课题研究的技术路线 |
| 1.7 本章小结 |
| 2 合金化奥铁体球铁试样的制备 |
| 2.1 化学成分的确定 |
| 2.2 原材料的选择 |
| 2.3 铁液熔炼 |
| 2.4 球化处理和孕育处理 |
| 2.5 铁液的浇注及等温淬火热处理参数设计 |
| 2.5.1 铁液的浇注 |
| 2.5.2 等温淬火热处理工艺设计 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 摩擦磨损试验及摩擦磨损行为分析 |
| 3.1 摩擦磨损试验 |
| 3.1.1 实验内容 |
| 3.1.2 主要试验设备 |
| 3.1.3 试验方法和过程 |
| 3.1.4 磨损量和摩擦系数的计算 |
| 3.1.5 硬度测试和扫描电镜分析 |
| 3.1.6 试验方案设计 |
| 3.2 摩擦磨损行为分析 |
| 3.2.1 摩擦磨损分类 |
| 3.2.2 影响金属材料磨损的主要因素 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 合金元素对奥铁体球铁组织和耐磨性能的影响分析 |
| 4.1 合金元素对奥铁体球铁组织的影响分析 |
| 4.1.1 Nb对奥铁体球铁组织的影响分析 |
| 4.1.2 Cr对奥铁体球铁组织的影响分析 |
| 4.2 合金元素对奥铁体球铁耐磨性能的影响分析 |
| 4.2.1 试样磨损失重的变化规律分析 |
| 4.2.2 试样磨损过程中摩擦系数的变化规律分析 |
| 4.2.3 试样磨损前后硬度的变化规律分析 |
| 4.2.4 试样磨损形貌分析 |
| 4.3 合金元素对奥铁体球铁冲击韧性的影响 |
| 4.3.1 试样的冲击韧度值 |
| 4.3.2 断口形貌分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
（10）两步等温淬火Cu合金化ADI疲劳性能与断裂韧性（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 ADI的研究现状 |
| 1.2.1 ADI化学成分 |
| 1.2.2 ADI的组织与常规力学性能 |
| 1.2.3 ADI等温淬火工艺 |
| 1.2.4 ADI的应用 |
| 1.3 ADI疲劳性能与断裂性能研究现状 |
| 1.3.1 ADI疲劳性能 |
| 1.3.2 ADI断裂韧性 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 试验材料及方法 |
| 2.1 试验方案 |
| 2.2 试样制备 |
| 2.2.1 试验材料 |
| 2.2.2 熔炼浇注 |
| 2.2.3 热处理 |
| 2.3 试验方法 |
| 2.3.1 显微组织观察 |
| 2.3.2 力学性能测试 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 Cu含量对两步法Cu-ADI组织性能的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Cu含量对两步法Cu-ADI组织的影响 |
| 3.2.1 铸态组织 |
| 3.2.2 两步等温淬火组织 |
| 3.3 Cu含量对两步法Cu-ADI常规力学性能的影响 |
| 3.4 Cu含量对两步法Cu-ADI疲劳性能的影响 |
| 3.5 Cu含量对两步法Cu-ADI断裂韧性的影响 |
| 3.6 两步法Cu-ADI与含NiMo元素ADI性能对比 |
| 3.7 两步法Cu-ADI疲劳与断裂机理探讨 |
| 3.7.1 两步法Cu-ADI疲劳断裂机制 |
| 3.7.2 两步法Cu-ADI疲劳性能的影响机制 |
| 3.7.3 两步法Cu-ADI断裂韧性的影响机制 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 石墨形貌与数量对两步法Cu-ADI疲劳性能和断裂韧性的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 两步法 Cu-ADI 石墨形貌组织观察 |
| 4.2.1 石墨形貌 |
| 4.2.2 石墨数量 |
| 4.3 石墨形貌与数量对两步法Cu-ADI常规力学性能的影响 |
| 4.3.1 石墨形貌对常规力学性能的影响 |
| 4.3.2 石墨球数量对常规力学性能的影响 |
| 4.4 石墨形貌和数量对两步法Cu-ADI疲劳性能的影响 |
| 4.4.1 石墨球形貌对疲劳性能的影响 |
| 4.4.2 石墨球数量对疲劳性能的影响 |
| 4.5 石墨形貌和数量对两步法Cu-ADI断裂韧性的影响 |
| 4.5.1 石墨形貌对断裂韧性的影响 |
| 4.5.2 石墨数量对断裂韧性的影响 |
| 4.6 不同石墨形貌两步法Cu-ADI与NiMo合金ADI性能对比 |
| 4.7 石墨形貌与数量对疲劳性能的影响机制 |
| 4.8 石墨形貌与数量对断裂韧性的影响机制 |
| 4.9 本章小结 |
| 第5章 基体组织对两步法Cu-ADI疲劳性能和断裂韧性的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 等温淬火工艺对两步法Cu-ADI组织的影响 |
| 5.2.1 一步等温淬火温度对组织的影响 |
| 5.2.2 二步等温淬火温度对组织的影响 |
| 5.2.3 一步等温淬火时间对组织的影响 |
| 5.2.4 二步等温淬火时间对组织的影响 |
| 5.3 等温淬火工艺对两步法Cu-ADI常规力学的影响 |
| 5.3.1 一步等温淬火温度对常规力学性能的影响 |
| 5.3.2 二步等温淬火温度对常规力学性能的影响 |
| 5.3.3 一步等温淬火时间对常规力学性能的影响 |
| 5.3.4 二步等温淬火时间对常规力学性能的影响 |
| 5.4 等温淬火工艺对两步法Cu-ADI疲劳性能的影响 |
| 5.4.1 一步等温淬火温度对疲劳性能的影响 |
| 5.4.2 二步等温淬火温度对疲劳性能的影响 |
| 5.4.3 一步等温淬火时间对疲劳性能的影响 |
| 5.4.4 二步等温淬火时间对疲劳性能的影响 |
| 5.5 等温淬火工艺对两步法Cu-ADI断裂韧性的影响 |
| 5.5.1 一步等温淬火温度对断裂韧性的影响 |
| 5.5.2 二步等温淬火温度对断裂韧性的影响 |
| 5.5.3 一步等温淬火时间对断裂韧性的影响 |
| 5.5.4 二步等温淬火时间对断裂韧性的影响 |
| 5.6 基体组织对疲劳性能的影响机制 |
| 5.7 基体组织对断裂韧性的影响机制 |
| 5.8 本章小结 |
| 结论 |
| 创新点 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间完成的科研成果 |
| 攻读学位期间参与的国家级课题 |
| 致谢 |
四、工程材料断裂微观机理的研究与球铁优化组织设计（论文参考文献）
- [1]Co、Ni合金化铸铁同质焊区组织和性能研究[D]. 王谦歌. 西安理工大学, 2021(01)
- [2]汽车排气歧管用3Cr25Ni20耐热钢高温性能的研究[D]. 王晓冬. 长春工业大学, 2021(08)
- [3]基于MAGMA的汽车轮毂支架铸造工艺研究[D]. 张梦琪. 长春工业大学, 2021(01)
- [4]硅固溶铸态铁素体球铁组织及性能的研究[D]. 周宏伟. 合肥工业大学, 2021
- [5]百吨级球墨铸铁核乏燃料容器铸造工艺优化与实验研究[D]. 张亮亮. 机械科学研究总院, 2020(01)
- [6]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
- [7]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)
- [8]Ni及退火工艺对低温高韧性球墨铸铁组织和性能的影响[D]. 于明基. 哈尔滨理工大学, 2020(02)
- [9]Nb、Cr对奥铁体球墨铸铁组织和耐磨性能影响的研究[D]. 彭亭涛. 武汉纺织大学, 2020(01)
- [10]两步等温淬火Cu合金化ADI疲劳性能与断裂韧性[D]. 伊鹏跃. 哈尔滨理工大学, 2019(01)