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D0I:10.13374/i.issnl00113.2008.08.00B 第30卷第8期 北京科技大学学报 Vol.30 No.8 2008年8月 Journal of University of Science and Technology Beijing Aug.2008 脉冲电流对球墨铸铁退火组织与性能的影响 李青春12) 陈湘茹常国威)翟启杰) 1)上海大学材料科学与工程学院，上海2000722)辽宁工业大学材料与化学工程学院，锦州121001 摘要在球墨铸铁的高温石墨化过程中采用脉冲电流为辅助手段，研究了脉冲电流对退火处理球墨铸铁力学性能以及渗 碳体的石墨化、铁素体转变的影响·经脉冲电流处理后，球墨铸铁的硬度、抗拉强度降低，延伸率增加·$EM分析表明，脉冲电 流加速了球墨铸铁的高温石墨化过程，促进了铁素体的转变·脉冲电流处理后石墨形核率的增加是加速渗碳体分解和铁素体 转变的主要原因 关键词球墨铸铁；脉冲电流：渗碳体；铁素体：石墨化 分类号TG143.5 Effect of pulse current on the annealing structure and property of spherical graphite iron LI Qingchun).CHEN Xiangru2),CHANG Guowe)ZHAI Qijie) 1)School of Materials Science and Engineering.Shanghai University.Shanghai 200072.China 2)School of Materials&Chemical Engineering.Liaoning University of Technology,Jinhou 121001.China ABSTRACI The effects of pulse current on the mechanical properties of spherical graphite iron.the graphitization of cementite and the transformation of ferrite were studied during the high-temperature graphitization of spherical graphite iron with pulse electric cur- rent as an assistant way.The results show that the tensile strength and the hardness of the specimen decrease,while the elongation increase.SEM micrographs of the specimen show that electropulsing promotes greatly the high-temperature graphitization of spherical graphite iron and the transformation of ferrite.The acceleration of cementite decomposition and the transformation of ferrite result from the increase of graphite nucleation rate by electropulsing. KEY WORDS spherical graphite iron:pulse current:cementite:ferrite:graphitization 球墨铸铁管具有耐腐蚀、抗震性能好等诸多优 增加促进固态石墨化元素、调整加热温度与保温时 点，现已成为城市地下给排水系统的首选材料，并随 间的方法来加速渗碳体的石墨化过程，但这些方法 着社会的发展用量急剧增加·离心铸造是生产球墨 已经无法取得突破性的进展， 铸铁管的主要方法之一，但在生产中采用该工艺时 高密度脉冲电流利用其电致迁移四、电致塑性 由于模筒的强烈激冷作用，球墨铸铁铸态组织中存 效应2]在固态金属的再结晶]、固态相变]中达 在大量的渗碳体，必须采用高温石墨化退火加以消 到了改善固态金属组织的目的，但在球墨铸铁的高 除.，同时，为了提高球墨铸铁管的韧性，要求基体组 温石墨化过程中，采用脉冲电流这个辅助手段来加 织为铁素体，近年来球墨铸铁管向薄壁、大管径的 速球墨铸铁固态石墨化过程的方法研究很少，本文 方向发展，这就导致铸态组织中渗碳体数量增多，并 在球墨铸铁的高温石墨化中施加较低密度的脉冲电 使通过热处理消除渗碳体的难度加大，还带来能耗 流，并与相同工艺的正常石墨化退火相比较，研究脉 增加、生产周期延长、铸件成本增加等诸多问题，传 冲电流处理对球墨铸铁高温退火组织与性能的影 统工艺多采用控制碳化物形成元素的含量、适当地 响 收稿日期：2007-09-06修回日期：2007-11-20 作者简介：李青春(1972-)，女，讲师，博士研究生；翟启杰(1959一)：男，教授，博士生导师，E-mail:取hai@mail.shu.cn脉冲电流对球墨铸铁退火组织与性能的影响 李青春12） 陈湘茹2） 常国威2） 翟启杰1） 1） 上海大学材料科学与工程学院上海200072 2） 辽宁工业大学材料与化学工程学院锦州121001 摘 要 在球墨铸铁的高温石墨化过程中采用脉冲电流为辅助手段研究了脉冲电流对退火处理球墨铸铁力学性能以及渗 碳体的石墨化、铁素体转变的影响．经脉冲电流处理后球墨铸铁的硬度、抗拉强度降低延伸率增加．SEM 分析表明脉冲电 流加速了球墨铸铁的高温石墨化过程促进了铁素体的转变．脉冲电流处理后石墨形核率的增加是加速渗碳体分解和铁素体 转变的主要原因． 关键词 球墨铸铁；脉冲电流；渗碳体；铁素体；石墨化 分类号 TG143∙5 Effect of pulse current on the annealing structure and property of spherical graphite iron LI Qingchun 12）CHEN Xiangru 2）CHA NG Guowei 2）ZHAI Qijie 1） 1） School of Materials Science and EngineeringShanghai UniversityShanghai200072China 2） School of Materials ＆ Chemical EngineeringLiaoning University of TechnologyJinzhou121001China ABSTRACT T he effects of pulse current on the mechanical properties of spherical graphite ironthe graphitization of cementite and the transformation of ferrite were studied during the high-temperature graphitization of spherical graphite iron with pulse electric current as an assistant way．T he results show that the tensile strength and the hardness of the specimen decreasewhile the elongation increase．SEM micrographs of the specimen show that electropulsing promotes greatly the high-temperature graphitization of spherical graphite iron and the transformation of ferrite．T he acceleration of cementite decomposition and the transformation of ferrite result from the increase of graphite nucleation rate by electropulsing． KEY WORDS spherical graphite iron；pulse current；cementite；ferrite；graphitization 收稿日期：2007-09-06 修回日期：2007-11-20 作者简介：李青春（1972—）女讲师博士研究生；翟启杰（1959—）男教授博士生导师E-mail：qjzhai＠mail．shu．cn 球墨铸铁管具有耐腐蚀、抗震性能好等诸多优 点现已成为城市地下给排水系统的首选材料并随 着社会的发展用量急剧增加．离心铸造是生产球墨 铸铁管的主要方法之一但在生产中采用该工艺时 由于模筒的强烈激冷作用球墨铸铁铸态组织中存 在大量的渗碳体必须采用高温石墨化退火加以消 除．同时为了提高球墨铸铁管的韧性要求基体组 织为铁素体．近年来球墨铸铁管向薄壁、大管径的 方向发展这就导致铸态组织中渗碳体数量增多并 使通过热处理消除渗碳体的难度加大还带来能耗 增加、生产周期延长、铸件成本增加等诸多问题．传 统工艺多采用控制碳化物形成元素的含量、适当地 增加促进固态石墨化元素、调整加热温度与保温时 间的方法来加速渗碳体的石墨化过程但这些方法 已经无法取得突破性的进展． 高密度脉冲电流利用其电致迁移［1］、电致塑性 效应［2—5］在固态金属的再结晶［6］、固态相变［7—8］中达 到了改善固态金属组织的目的．但在球墨铸铁的高 温石墨化过程中采用脉冲电流这个辅助手段来加 速球墨铸铁固态石墨化过程的方法研究很少．本文 在球墨铸铁的高温石墨化中施加较低密度的脉冲电 流并与相同工艺的正常石墨化退火相比较研究脉 冲电流处理对球墨铸铁高温退火组织与性能的影 响． 第30卷 第8期 2008年 8月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol．30No．8 Aug．2008 DOI:10．13374／j．issn1001－053x．2008．08．003