论文部分内容阅读
本文以水平连续铸造LZQT600-3球铁型材为研究对象,针对柱塞泵缸体专用球铁型材对组织与性能的要求,研究了球铁型材不同部位(边缘、1/2R、心部)组织与性能的特征,使用ImageJ软件对其铸态组织(石墨特征、珠光体含量及其片层间距)进行定量统计分析。为提高和改善柱塞泵缸体材料工作表面的硬度、耐磨性能,采用正交实验设计方法,对LZQT600-3球铁型材三个部位材料进行表面氮碳共渗处理,对比分析了共渗参数对不同部位的表面渗层厚度、有效硬化层深度、表面硬度、耐磨性之间的演化规律,确定了实验最优参数。得到以下主要结论:(1)LZQT600-3球铁型材的基体组织由铁素体和珠光体组成。从边缘、1/2R处至心部,石墨球大小等级从7级增至6级;球化级别从Ⅰ～Ⅱ级降至Ⅱ～Ⅲ级;通过统计,石墨球数量减小,石墨球平均形状因子逐渐减少;石墨球平均直径从29.86μm增加至31.03μm;基体中的珠光体含量从65%增加至75%,且珠光体片层间距呈增大趋势。(2)由于心部珠光体含量最多,且珠光体具有较高的耐磨性,同时由于心部珠光体片层间距最大,腐蚀液更易进入基体内进行腐蚀,因此,LZQT600-3球铁型材从边缘、1/2R处至心部的耐磨性逐渐提高,耐腐蚀性逐渐变差。(3)LZQT600-3球铁型材氮碳共渗态试样表面的渗层由ε-Fe2-3(N,C)相与γ’-Fe4N相组成的化合物层,以及由α-Fe相组成的扩散层共同构成。(4)LZQT600-3球铁型材三个部位氮碳共渗试验的共渗参数对渗层厚度的影响主次顺序依次为:共渗时间t>气体比例s>共渗温度T,最优方案为:580 ℃×6h,NH3:CO2为4:1。(5)LZQT600-3球铁型材不同部位氮碳共渗试验的共渗参数对表面硬度的影响主次顺序为:共渗时间t>共渗温度T>气体比例s,最优方案为:56℃×4h,NH3:CO2为4:1。(6)LZQT600-3球铁型材不同部位氮碳共渗试验的共渗参数对有效硬化层深度的影响主次顺序为:共渗温度T>气体比例s>共渗时间t,最优方案为:540 ℃×2h,NH3:CO2为 4:4。(7)LZQT600-3球铁型材不同部位氮碳共渗试验的共渗参数对摩擦磨损性能综合评分的影响主次顺序为:共渗温度T>气体比例s>共渗时间t,最优方案为:580℃×4 h,NH3:CO2 为 4:1。(8)通过综合平衡法对四个指标的最优条件进行综合比较和分析,得出最优方案:580℃×4 h,NH3:CO2 为 4:1。