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本课题受云南某玛钢厂的委托,对珠光体可锻铸铁热处理工艺进行研究。研究的目的是使该厂试制的某型号汽车轴的珠光体可锻铸件的机械性能满足美国汽车用可锻铸铁件标准A602中M7002牌号的要求。即,抗拉强度≥621Mpa、延伸率≥2%、硬度=HB229～269,且最终热处理为液淬+回火。本文从以下三个方面进行了试验。 1、锰珠光体可锻铸铁的热处理工艺试验。 按铁素体可锻铸铁常规化学成分熔炼铁水,适当提高锰含量,采用退火+油淬+高温回火的热处理方法使铸件得到珠光体+团絮状石墨(或絮状石墨)组织,机械性能满足M7002牌号的要求。 2、有关淬火介质的试验。 采用冷却曲线法,并按JB/T7951-2004标准的要求,借助虚拟仪器对纯净水、N32机械油、饱和氯化钙水溶液、三硝水溶液、聚乙烯醇水溶液和硅酸盐水溶液的冷却性能进行测试。通过对冷却特性曲线的判读和评价,为珠光体可锻铸铁淬火介质的多样化选择提供理论依据。 3、普通铁素体可锻铸铁制取珠光体可锻铸铁的热处理工艺试验。 采用冷速较快的淬火介质对铁素体可锻铸铁进行淬火,即使不加入合金,经高温回火后,铸件同样能够获得珠光体组织和良好的综合机械性能。 本论文以化学成分、热处理工艺、组织与机械性能相互之间的关系为主线,主要讨论了淬火温度、回火温度及回火保温时间、锰含量、淬火介质冷却速度对珠光体可锻铸铁组织与机械性能的影响,从而确定了珠光体可锻铸铁第二阶段热处理的最佳淬火、回火工艺;得到了锰可以显著提高可锻铸铁硬度,饱和氯化钙水溶液和50%～65%的硅酸盐水溶液均适用于珠光体可锻铸铁淬火介质的结论;求出了硅酸盐水溶液的“浓度-最大冷速”、“浓度-300℃时的冷却速度”及N32机械油、饱和氯化钙水溶液、50%硅酸盐水溶液的硬度-抗拉强度、硬度-延伸率的回归方程。通过验证,所求回归方程线性相关程度密切,回归显著。 该厂按照试验确定的最佳热处理工艺进行了汽车轴的生产试制,取得满意结果,组织和机械性能均达到了标准要求。目前,该厂已将样品寄至美国。