镍元素对低温球墨铸铁组织和性能的影响

摘要

通过镍元素微合金化与退火热处理工艺的协同调控，探究镍元素含量对低温球墨铸铁(QT400-18L)组织演变与力学性能的影响规律。基于成分设计-工艺优化-性能表征的研究路径，设计了镍质量分数梯度为0～1%的成分区间并结合热处理工艺，通过拉伸试验、冲击试验等测试了试样性能，表征了热处理前后试样微观组织，分析镍元素对基体组织与性能的影响规律。实验结果表明，在球墨铸铁中添加不同质量分数的镍元素后所获得的试样铸态组织主要由球状石墨、铁素体和少量珠光体组成，镍元素具有微弱石墨化并促进珠光体形成的作用;为改善试样的冲击韧性，实验通过热处理进行了组织调控使珠光体组织显著减少，热处理态的试样组织为球状石墨加铁素体，当镍质量分数为0.4%时，热处理态试样强塑性达到最佳，其抗拉强度为395 MPa、伸长率为17.5%、硬度为139 HBW,-40℃低温冲击吸收功为14.7 J，冲击功较QT400-18L标准提升约22.5%。

关键词

低温球墨铸铁 / 镍 / 微观组织 / 抗拉强度 / 低温冲击韧性