蠕化剂加入量对蠕墨铸铁组织和性能的影响

以3M78缸体为研究对象,使用自制蠕化剂,通过金相观察和力学性能测试,系统研究了不同蠕化剂加入量对蠕墨铸铁的石墨形态、力学性能和壁厚敏感性的影响。实验结果表明,随着蠕化剂加入量的增加,石墨发生由片状向蠕虫状再向球状形态的转变,力学性能逐渐提高。铸件蠕化效果受壁厚敏感性影响显著,壁厚较薄处蠕化率相对较低。对于3M78缸体,蠕化剂最佳加入范围为0.325%~0.335%,加入量为0.33%时,壁厚为5 mm、12 mm、27 mm部位处的蠕化率分别高达65%、80%、85%。研究结果为蠕墨铸铁发动机缸体的稳定生产提供技术参考。     

蠕化率对蠕墨铸铁组织及热疲劳性能的影响

采用自约束热疲劳试验机,对不同蠕化率下的蠕墨铸铁进行热疲劳性能试验并观察其组织变化。结果表明,试样的抗热疲劳性能随着蠕化率的升高呈现先上升后下降的趋势。当蠕化率为70%~80%时,蠕墨铸铁的热疲劳性能最好。蠕虫状石墨占基体比重有一个最佳值,蠕化率过低时,由于球状石墨数量较多分布较密集,导致热疲劳性能较差;蠕化率过高时,由于蠕虫状石墨过于粗大使裂纹扩展速度加快,导致热疲劳性能较差。在裂纹扩展后期,主裂纹变粗大导致其向前扩展所需驱动力不足以及主裂纹上形成分叉裂纹及二次裂纹,进而导致裂纹扩展呈现先快后慢、阶段性扩展的特点。