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鉻和釩對(duì)氧化鉬球的影響造成怎么樣的影響？
發(fā)布時(shí)間：
2023-03-01
鉻和釩對(duì)氧化鉬球的影響造成怎么樣的影響？
氧化鉬球墨鑄鐵具有良好的高溫強(qiáng)度、優(yōu)異的抗氧化性、抗熱疲勞性、抗生長(zhǎng)性和良好的高溫蠕變性能。越來越廣泛地應(yīng)用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的高溫部件，如排氣歧管、渦輪殼等鑄件。汽車的排氣歧管通過法蘭直接與發(fā)動(dòng)機(jī)相連，收集發(fā)動(dòng)機(jī)各缸的廢氣排放。
當(dāng)車輛在道路上啟動(dòng)和停止時(shí)，車輛排氣歧管的工作狀態(tài)會(huì)經(jīng)歷一個(gè)短暫的加熱和冷卻的交替過程。同時(shí)，排氣歧管表面與型腔溫差大，會(huì)導(dǎo)致熱疲勞裂紋。因此，提高氧化鉬球墨鑄鐵的高溫?zé)崞诤涂寡趸阅軐?duì)材料的使用壽命具有重要意義。
通過添加鉻、釩等合金元素可以改善氧化鉬球墨鑄鐵的組織和力學(xué)性能，并通過抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)來比較各種元素對(duì)氧化鉬球墨鑄鐵的性能改善、熱疲勞試驗(yàn)和抗氧化試驗(yàn)。結(jié)果表明，氧化鉬球墨鑄鐵的顯微組織由鐵素體基體、球狀石墨、富鉬碳化物和少量珠光體組成。石墨大小均勻，鑲嵌在鐵素體基體中，碳化物分布在晶界。添加鉻的氧化鉬球墨鑄鐵中珠光體和晶界碳化物的含量顯著增加，抗拉強(qiáng)度提高了8%，硬度提高了41%。添加釩的氧化鉬球墨鑄鐵組織明顯細(xì)化，珠光體含量減少，抗拉強(qiáng)度提高15%，硬度提高7%。添加釩化合物的氧化鉬球墨鑄鐵顯微組織中珠光體含量趨于減少，晶界碳化物變細(xì)，抗拉強(qiáng)度提高9%，硬度值基本不變。
在熱疲勞試驗(yàn)中，四種氧化鉬球墨鑄鐵試樣首先發(fā)生變形。當(dāng)變形達(dá)到一定程度時(shí)，試樣表面開始形成裂紋；在大表面上形成裂紋；熱裂紋通常出現(xiàn)在晶界碳化物或消失的球狀石墨上。在裂紋擴(kuò)展過程中，球狀石墨可以改變裂紋擴(kuò)展的方向；裂紋擴(kuò)展速率隨著裂紋處氧化程度的增加而增加；在相同的熱循環(huán)條件下，當(dāng)出現(xiàn)相同長(zhǎng)度的熱裂紋時(shí)，含鉻和氧化鉬的球墨鑄鐵需要更多的熱循環(huán)次數(shù)。
在高溫下，四種氧化鉬球墨鑄鐵的氧化增重隨時(shí)間而增加。同時(shí)，表面的球狀石墨因氧化而消失，在試樣表面形成一層SiO2氧化膜，這將阻礙后續(xù)的氧化過程，對(duì)提高合金的抗氧化性能有重要作用。含鉻氧化鉬球墨鑄鐵表面還形成了Cr2O3氧化膜，進(jìn)一步提高了合金的抗氧化性。在相同實(shí)驗(yàn)條件下，含鉻氧化鉬球墨鑄鐵單位面積增重和氧化皮厚度小，抗氧化性好。
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