合金元素在铁素体球墨铸铁中的作用
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Influence of silicon and addition elements on the
mechanical behavior of ferritic ductile cast iron
报告人：员飞 学号：15722100
1
主要内容：
研究背景 实验过程 微观组织与分析 结论
2
C 2.79 — 3.39 Si 3.80 — 4.50 Ni 0.02 — 0.39 Cu 0.04 — 0.40 Mn 0.07 — 0.20 P 0.018 S 0.011 Cr 0.025 Mg 0.050 Sn 0.070
5
2.试验过程
Table2
Minimum required values for mechanical properties of ferritic ductile iron
15
3.微观分析
Fig. 12. Matrix/nodules decohesion and crackes in ductile iron(images represent two analysis zones).
16
4.结论
1.在一定程度上提高硅的含量可以使材料的抗拉强度和屈服强度 明显升高，但同时材料断后伸长率和冲击韧性有所下降。 2.按照力学性能的要求，硅的添加量需要控制在0.125-0.25%，超过 或者低于此含量得到的产物无法达到规定标准。 3.改变硅含量不影响铁素体晶粒大小。 4.硅在基体中分布不均匀，出现明显的微观偏析。距离石墨球越近 则含量越高，在共晶区含量最少，容易导致裂纹和断裂产生。
1.研究背景
可切削加工性能好
耐磨性强
优点
耐蚀性强
抗氧化性高
3
2.试验过程
拉伸试验：测定拉伸强度，屈服 强度，断后伸长率。
冲击试验：测定常温冲击韧性
Baidu Nhomakorabea
EBSD：测定铁素体晶粒尺寸
金相分析与扫描电镜：微观 组织与断面
4
2.试验过程
Table1 Chemical composition of ferritic ductile iron(wt%)
8
2.试验过程
a b
Fig. 5. Influence of copper content on properties of ductile cast iron:(a)tensile strength and yielding stress, (b)failure strain and resilience
Ductile iron Tensile strength (MPa) 580 Yielding stress (MPa) 450 Elongation A% 8 70
GJS 600-10
GJS 500-14
480
400
12
80
6
2.试验过程
硅添加量与拉伸强度和屈服强度的关系
7
2.试验过程
硅添加量与断后延长率和冲击韧性的关系
9
2.试验过程
Fig. 6. Influence of nickel content on properties of ductile cast iron:(a)tensile strength and yielding stress.and(b)failure strain and resilience
13
3.微观分析
Fig. 10. Micrograph of ductile iron(ferritic matrix with a few darken islands of pearlite).
14
3.微观分析
Fig. 11. Failure surfaces of ductile cast iron(non-notched Charpy samples failed at ambient temperature):(a)brittle cleavage failure,and(b)ductile–brittle intergranular failure.
10
3.微观分析
Fig. 7. Inverse pole figure of ductile cast iron.
11
3.微观分析
Fig. 8. Silicon segregation zones between two graphite nodules.
12
3.微观分析
Fig. 9. Variation of chemical composition of GJS500-7,between two graphite nodules:(a)1st zone:439 mm long with a step of 18 mm, and(b)2nd zone:304 mm long with a step of 12 mm.
17
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mechanical behavior of ferritic ductile cast iron
报告人：员飞 学号：15722100
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主要内容：
研究背景 实验过程 微观组织与分析 结论
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C 2.79 — 3.39 Si 3.80 — 4.50 Ni 0.02 — 0.39 Cu 0.04 — 0.40 Mn 0.07 — 0.20 P 0.018 S 0.011 Cr 0.025 Mg 0.050 Sn 0.070
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2.试验过程
Table2
Minimum required values for mechanical properties of ferritic ductile iron
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3.微观分析
Fig. 12. Matrix/nodules decohesion and crackes in ductile iron(images represent two analysis zones).
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4.结论
1.在一定程度上提高硅的含量可以使材料的抗拉强度和屈服强度 明显升高，但同时材料断后伸长率和冲击韧性有所下降。 2.按照力学性能的要求，硅的添加量需要控制在0.125-0.25%，超过 或者低于此含量得到的产物无法达到规定标准。 3.改变硅含量不影响铁素体晶粒大小。 4.硅在基体中分布不均匀，出现明显的微观偏析。距离石墨球越近 则含量越高，在共晶区含量最少，容易导致裂纹和断裂产生。
1.研究背景
可切削加工性能好
耐磨性强
优点
耐蚀性强
抗氧化性高
3
2.试验过程
拉伸试验：测定拉伸强度，屈服 强度，断后伸长率。
冲击试验：测定常温冲击韧性
Baidu Nhomakorabea
EBSD：测定铁素体晶粒尺寸
金相分析与扫描电镜：微观 组织与断面
4
2.试验过程
Table1 Chemical composition of ferritic ductile iron(wt%)
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2.试验过程
a b
Fig. 5. Influence of copper content on properties of ductile cast iron:(a)tensile strength and yielding stress, (b)failure strain and resilience
Ductile iron Tensile strength (MPa) 580 Yielding stress (MPa) 450 Elongation A% 8 70
GJS 600-10
GJS 500-14
480
400
12
80
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2.试验过程
硅添加量与拉伸强度和屈服强度的关系
7
2.试验过程
硅添加量与断后延长率和冲击韧性的关系
9
2.试验过程
Fig. 6. Influence of nickel content on properties of ductile cast iron:(a)tensile strength and yielding stress.and(b)failure strain and resilience
13
3.微观分析
Fig. 10. Micrograph of ductile iron(ferritic matrix with a few darken islands of pearlite).
14
3.微观分析
Fig. 11. Failure surfaces of ductile cast iron(non-notched Charpy samples failed at ambient temperature):(a)brittle cleavage failure,and(b)ductile–brittle intergranular failure.
10
3.微观分析
Fig. 7. Inverse pole figure of ductile cast iron.
11
3.微观分析
Fig. 8. Silicon segregation zones between two graphite nodules.
12
3.微观分析
Fig. 9. Variation of chemical composition of GJS500-7,between two graphite nodules:(a)1st zone:439 mm long with a step of 18 mm, and(b)2nd zone:304 mm long with a step of 12 mm.
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