滲銅對QT500-7 組織及性能影響的研究

谷 嬈，劉鳳國，婁長勝

(沈陽理工大學材料科學與工程學院，遼寧 沈陽 110159)

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球墨鑄鐵是20 世紀50 年代發展起來的一種具有高強度的鑄鐵材料，據統計，1949 年，世界球墨鑄鐵產量只有5.00×105t；1960 年，世界球墨鑄鐵產量為5.35×106t；1960 年后，球墨鑄鐵的產量大幅度增長[1]。球墨鑄鐵在工程上有諸多應用[2-4]，如作為深埋排水盾構隧道高剛度節段接頭連接板、重型球墨鑄鐵風車鑄件、輕量化汽車零部件等。

其中，QT500-7 是一種具有中等水平抗壓強度和延展性的球墨鑄鐵，由于其成本較低且綜合性能較好被廣泛應用[5-8]，可用作工業焊接機器人上臂、低溫閥門、鑄鐵車輪、差速器殼體等。差速器殼體是汽車差速器的重要組成部分，主要起到連接差速器各零件的作用，因此對其力學性能有很高的要求，在實際生產中QT500-7 的力學性能不能滿足使用需求，直接制約了汽車零件輕量化的設計，有研究表明通過添加銅可以改善材料的力學性能[8]，從而滿足其使用要求。

Xiong 等[9]用錫青銅(TB)箔、金箔和TB-Au 復合中間膜3 種層間金屬進行不銹鋼與銅的真空擴散鍵合；王令等[8]在鐵液球化處理前加入銅，經過球化、孕育處理后澆注成試塊；Liu 等[10]采用選擇性激光熔化法使不銹鋼粉末和銅合金粉末之間冶金擴散結合；李金剛等[11]采用固體滲金屬方法在不銹鋼表面獲得滲銅層。目前，固體滲金屬方法常應用于不銹鋼材料表面處理，在不銹鋼表面制備滲層工藝較簡單，成本較低[11]，而在球鐵材料表面處理應用鮮有研究。本工作采用此方法在QT500-7 表面制備滲銅層，分析銅在球鐵中的擴散行為及其對球鐵顯微組織的影響，以及銅在球鐵中的擴散對其硬度的影響，以提高QT500-7 的表面力學性能。……