球墨鑄鐵高溫塑性變形行為研究及其應(yīng)用

摘 要：本文簡(jiǎn)單介紹了球墨鑄鐵高溫塑性變形行為研究的價(jià)值，強(qiáng)調(diào)了球墨鑄鐵高溫塑性變形行為應(yīng)用的必要性，同時(shí)針對(duì)球墨鑄鐵高溫塑性變形行為研究的內(nèi)容進(jìn)行了深入的探討和分析。

關(guān)鍵詞：球墨鑄鐵；塑性變形；行為研究；應(yīng)用探討

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.01.011

0 前言

球墨鑄鐵具有成本低、應(yīng)用性能優(yōu)越的特點(diǎn)，自球墨鑄鐵應(yīng)用概念形成并投入到正式生產(chǎn)活動(dòng)中后，球墨鑄鐵短時(shí)間內(nèi)在各大生產(chǎn)研究領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，并在實(shí)際應(yīng)用的過程中，充分發(fā)揮了其自身的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，取得了相對(duì)可觀的應(yīng)用效果，在此基礎(chǔ)上為了提高球墨鑄鐵的綜合性能，就應(yīng)該對(duì)球墨鑄鐵高溫塑性變形行為及應(yīng)用進(jìn)行研究。

1 球墨鑄鐵高溫塑性變形行為研究的價(jià)值

（1）從球墨鑄鐵應(yīng)用現(xiàn)狀的角度進(jìn)行分析。與其它工程應(yīng)用材料相比，球墨鑄鐵具有極強(qiáng)的耐磨性能，因此在車輛配件制作中得到了利用，自2006年起球墨鑄鐵在我國(guó)社會(huì)生產(chǎn)中的應(yīng)用達(dá)到了前所未有的高峰階段，其生產(chǎn)與應(yīng)用數(shù)值隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的速度逐漸增加，據(jù)不完全數(shù)據(jù)顯示，直至2014年全球范圍內(nèi)金屬材料的生產(chǎn)量已經(jīng)突破了7000萬噸，其中70%以上為球墨鑄鐵材料，并被廣泛應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中，為了從更加深入的角度表明球墨鑄鐵的應(yīng)用價(jià)值，以我國(guó)球墨鑄鐵應(yīng)用生產(chǎn)情況進(jìn)行說明，2014年我國(guó)年均金屬材料生產(chǎn)量達(dá)到3470萬噸，其中鑄鐵材料成產(chǎn)量為2570萬噸，占總金屬材料生產(chǎn)量的74.06%，通過以上數(shù)據(jù)描述，可以看出在現(xiàn)代社會(huì)快速發(fā)展的大背景下，鑄鐵材料的生產(chǎn)與應(yīng)用已經(jīng)成為金屬材料應(yīng)用的主力軍，社會(huì)發(fā)展各生產(chǎn)項(xiàng)目對(duì)鑄鐵材料的需求量也達(dá)到了頂峰期，在這樣的情況下，以提升球墨鑄鐵應(yīng)用效果為目標(biāo)，對(duì)球墨鑄鐵高溫塑性變形行為進(jìn)行研究具有一定的緊張性和迫切性[1]。

（2）從球墨鑄鐵自身特點(diǎn)的角度進(jìn)行分析。球墨鑄鐵實(shí)質(zhì)上屬于金屬材料范疇，在高溫條件下容易發(fā)生體積轉(zhuǎn)移，具有極強(qiáng)的可塑性，所以在實(shí)際應(yīng)用的過程中，球墨鑄鐵的適用性非常強(qiáng)，在同等條件下能夠達(dá)到預(yù)想之外的應(yīng)用效果。與此同時(shí)在高端科技輔助研究下，球墨鑄鐵會(huì)在最大程度上保持其原有的元素特點(diǎn)，提升制作工件的硬度和精度，有效的避免了制作工件質(zhì)量不標(biāo)準(zhǔn)的問題，進(jìn)而從根本上改變了傳統(tǒng)的工件制作環(huán)境，提高了工件制作的效率，達(dá)到了資源有效利用的基本要求，減少了不必要資源物質(zhì)的投入量充分體現(xiàn)了其研究?jī)r(jià)值[2]。

2 球墨鑄鐵高溫塑性變形行為研究的內(nèi)容

2.1 塑性變形行為特點(diǎn)

上文敘述提到球墨鑄鐵具有良好的應(yīng)用性，在實(shí)際工作過程中，為了滿足基本的制作效果，達(dá)到工件制作的基本要求，可以以實(shí)際的需求形狀特點(diǎn)為依據(jù)，在特定溫度或者外力條件下，對(duì)球墨鑄鐵進(jìn)行塑性操作。從實(shí)際應(yīng)用效果的角度進(jìn)行分析，受球墨鑄鐵自身特性的影響，球墨鑄鐵在工業(yè)生產(chǎn)中體現(xiàn)了極強(qiáng)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，在這樣的情況下，要想進(jìn)一步提升球墨鑄鐵的應(yīng)用性，就應(yīng)該對(duì)球墨鑄鐵高溫塑性變形行為進(jìn)行深入的研究，制定模擬實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，從全面的角度出發(fā)，了解球墨鑄鐵高溫塑性變形行為的特點(diǎn)。球墨鑄鐵塑性操作主要以基本要求為前提，在實(shí)際工作的過程中，除球墨鑄鐵外形形狀與尺寸的變化外，不會(huì)產(chǎn)生其它多余的物質(zhì)，也不會(huì)產(chǎn)生切割或其它操作碎屑，能夠保證球墨鑄鐵完全的應(yīng)用率，避免了金屬制造材料浪費(fèi)現(xiàn)象的發(fā)生，除此之外金屬材料制作工件，多被應(yīng)用在專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，所以工件加工技藝相對(duì)純熟，能夠利用球墨鑄鐵材料可塑性強(qiáng)的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)性加工制作，從而滿足金屬工件的應(yīng)用需求量[3]。

2.2 塑性變形行為多樣化

通過大量的調(diào)查與分析后發(fā)現(xiàn)，以金屬為基本制作材料生產(chǎn)的工件成品，其精準(zhǔn)度和質(zhì)量都能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)以上的要求，但是隨著研究?jī)?nèi)容的不斷深入，相關(guān)學(xué)者發(fā)現(xiàn)球墨鑄鐵塑性變形特點(diǎn)多變，受環(huán)境條件的影響，球墨鑄鐵的變形特點(diǎn)與變形行為內(nèi)容也不同，充分體現(xiàn)了金屬材料塑性變形多樣化的特點(diǎn)。以球墨鑄鐵熱變形動(dòng)態(tài)再結(jié)晶研究為例，該實(shí)驗(yàn)的主要目的是，在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)溫度下利用物理動(dòng)能理論知識(shí)，確定球墨鑄鐵的拉伸極限數(shù)據(jù)，確定球墨鑄鐵的動(dòng)力參數(shù)，以便于為球墨鑄鐵在工程生產(chǎn)中的后續(xù)應(yīng)用發(fā)展提供科學(xué)有效的數(shù)據(jù)支持。通過該實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用研究，利用熱壓應(yīng)變方程

學(xué)者總結(jié)了球墨鑄鐵塑性變形活動(dòng)與基本動(dòng)力參數(shù)之間的關(guān)系，極易兩者之間的變形規(guī)律，并以此為基礎(chǔ)對(duì)球墨鑄鐵的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了調(diào)整，提高了球墨鑄鐵整體應(yīng)用性能的同時(shí)，擴(kuò)大了球墨鑄鐵的應(yīng)用范圍[4]。

2.3 塑性行為相變研究

材料的組成結(jié)構(gòu)是決定材料應(yīng)用性能的關(guān)鍵因素，在這樣的基本理論知識(shí)支撐下，為了在最大限度上提升球墨鑄鐵的應(yīng)用性能，對(duì)球墨鑄鐵的塑性行為相變規(guī)律進(jìn)行研究是十分有必要的。目前針對(duì)球墨鑄鐵展開的行為相變研究，工作程序較為復(fù)雜，對(duì)于實(shí)驗(yàn)操作手法的精準(zhǔn)度要求較高，在實(shí)際進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究的過程中，主要利用金相測(cè)定法來抓取球墨鑄鐵相變現(xiàn)象發(fā)生的臨界點(diǎn)，與此同時(shí)根據(jù)球墨鑄鐵塑性變化標(biāo)準(zhǔn)溫度，設(shè)定不同的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，并對(duì)球墨鑄鐵的變形情況進(jìn)行同步觀察，了解環(huán)境溫度變化為球墨鑄鐵塑性變化帶來的影響程度，最后通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的整合與分析，確定球墨鑄鐵相變的溫度范圍，以及鐵素體在不同溫度下的數(shù)量變化，掌握其鐵素體的變化增長(zhǎng)規(guī)律[5]。

3 結(jié)論

通過上文的敘述我們可以了解到，球墨鑄鐵作為當(dāng)下社會(huì)生產(chǎn)應(yīng)用最頻繁的工程材料，在工程制造發(fā)展過程中發(fā)揮了重要的作用，在這樣的應(yīng)用生產(chǎn)背景下，要想提高球墨鑄鐵的應(yīng)用能力，擴(kuò)展球墨鑄鐵的應(yīng)用范圍，就應(yīng)該肯定對(duì)球墨鑄鐵塑性變形特點(diǎn)進(jìn)行研究的必要性，了解球墨鑄鐵塑性變形的特點(diǎn)，總結(jié)球墨鑄鐵塑性變形行為多樣化與塑性行為變相研究?jī)?nèi)容，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)研究?jī)r(jià)值的目標(biāo)。

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作者簡(jiǎn)介：張悅（1989-），女，遼寧沈陽人，研究方向：鑄造。