含硅蒙乃尔合金的制备及组织的研究

论文摘要

本文采用真空熔炼,制备了不同熔炼工艺和不同硅含量下的含硅蒙乃尔合金,并研究了该合金的显微组织特征和工艺参数及硅的不同添加量对含硅蒙乃尔合金组织与硬度的影响。研究得出以下结论:1.所研究的含硅蒙乃尔合金的铸态显微组织由树枝状α固溶体基体、枝晶间呈网状分布的α+β共晶体以及由枝晶内析出的次生β相组成。2.以50℃为间隔,在1350℃～1450℃的温度范围内升高熔体温度时,含硅蒙乃尔合金组织中枝晶细化,枝晶间呈网状分布的共晶β相含量减少,而由枝晶内析出的次生β相含量增多;熔体温度为1450℃时,枝晶最为细小,共晶β相含量最少,次生β相最多;继续升高温度到1500℃,合金组织较1450℃时没有明显变化。随熔体温度的升高,含硅蒙乃尔合金的硬度升高;且所测硬度值分布越来越集中,宏观偏析程度减小;1450℃时,合金硬度达最大值HB372,硬度值分布最为集中,宏观偏析程度最小;继续升高温度到1500℃,合金硬度值没有进一步提高。3.在1450℃分别保温30min、60min、90min和120min,随保温时间的延长,含硅蒙乃尔合金组织中枝晶尺寸先减小后增大,共晶β相含量先减少后增多,次生β相先增多后减少;保温60min时,合金组织中枝晶尺寸最为细小,α+β共晶相含量最少,次生β相含量最多。随保温时间的延长,含硅蒙乃尔合金的硬度先升高后降低,宏观偏析程度先减小后增大;保温60min时,合金硬度达最大值HB372,且硬度测试值分布最集中,宏观偏析程度最小。4.当硅的添加量分别为3.0wt%、3.5wt%、4.0wt%和4.5wt%时,随硅量的增加,含硅蒙乃尔合金组织中枝晶细化,共晶β相含量减少,次生β相增多;硅量为4.5wt%时,合金组织中枝晶最为细小,共晶β相含量最少,次生β相含量最多。随硅量的增加,含硅蒙乃尔合金的硬度升高,且硬度测试值的分布越来越集中,宏观偏析程度减小;实验条件下,硅量为4.5wt%时,合金硬度最高为HB381,且此时所测硬度值分布最为集中,宏观偏析程度最小。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 含硅蒙乃尔合金概述
• 1.2.1 含硅蒙乃尔合金的研究现状
• 1.2.2 合金元素作用简述
• 1.3 蒙乃尔合金真空熔炼方法
• 1.3.1 常用真空熔炼方法
• 1.3.2 真空熔炼新技术
• 1.4 含硅蒙乃尔合金的强化机理和方法
• 1.4.1 固溶强化
• 1.4.2 第二相强化
• 1.5 本课题主要研究目的及内容
• 1.5.1 研究目的
• 1.5.2 研究内容
• 2 实验方法及内容
• 2.1 材料制备
• 2.1.1 配料成分
• 2.1.2 实验材料
• 2.1.3 实验设备
• 2.1.4 制备工艺
• 2.2 性能测试与组织分析
• 2.2.1 硬度测试
• 2.2.2 显微组织分析
• 3 含硅蒙乃尔合金铸态组织特征
• 3.1 物相鉴定
• 3.2 显微组织构成与分析
• 3.2.1 α基体相
• 3.2.2 β相
• 3.3 本章小节
• 4 熔炼工艺对含硅蒙乃尔合金组织与硬度的影响
• 4.1 熔体温度对含硅蒙乃尔合金组织及硬度的影响
• 4.1.1 熔体温度对含硅蒙乃尔合金组织的影响
• 4.1.2 熔体温度对含硅蒙乃尔合金硬度的影响
• 4.1.3 结果分析与讨论
• 4.2 保温时间对含硅蒙乃尔合金组织与硬度的影响
• 4.2.1 保温时间对含硅蒙乃尔合金组织的影响
• 4.2.2 保温时间对含硅蒙乃尔合金硬度的影响
• 4.2.3 结果分析与讨论
• 4.3 本章小结
• 5 硅的添加量对含硅蒙乃尔合金组织与硬度的影响
• 5.1 硅的不同添加量所制备的含硅蒙乃尔合金的显微组织构成
• 5.2 硅的添加量对含硅蒙乃尔合金组织的影响
• 5.2.1 硅的添加量对合金枝晶形貌的影响
• 5.2.2 硅的添加量对共晶相的影响
• 5.2.3 硅的添加量对次生β相的影响
• 5.3 硅的添加量对含硅蒙乃尔合金硬度的影响
• 5.4 结果分析与讨论
• 5.5 本章小节
• 6 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间所发表论文