合金白口铸铁的热疲劳行为与碳化物的作用

利用自制的自约束型热疲劳试验机、光学显微镜及电子扫描显微镜研究了碳化物类型不同的４种合金白口铸铁的热疲劳行为。结果表明：具有Ｍ７Ｃ３型碳化物的１８Ｃｒ２Ｗ及１５Ｃｒ３Ｍｏ合金铸铁的热疲劳抗力最高，而具有Ｍ６Ｃ型碳化物的２５Ｗ４Ｃｒ及具有Ｍ３Ｃ型碳化物的３Ｃｒ合金铸铁的热疲劳抗力均较低；碳化物是热疲劳裂纹扩展的主要通道，热疲劳裂纹长大通过主裂纹与其前沿碳化物中形成的微裂纹之间“桥接”方式进行，热疲劳断口主要为解理断口。     

Ni元素对新型热作模具钢热疲劳性能的影响

采用Uddeholm自约束热疲劳试验方法对SDDVA钢以及新型热作模具钢SDYZ1钢进行热疲劳试验，对比分析了材料热疲劳后表面形貌、截面裂纹、微观组织以及硬度变化，探讨了镍元素对材料冷热疲劳性能的影响。结果表明，与SDDVA钢相比，SDYZ1钢裂纹数量明显较少，深度较浅，高温表面软化程度更小，这主要是由于Ni元素聚集在晶界以及碳化物附近，对碳化物长大有钉扎作用，并且SDYZ1钢具有更高的高温强度，从而可以抵抗裂纹扩展。SDYZ1钢在热疲劳过程中析出尺寸较小的碳化物，碳化物聚集在晶界处可以有效阻碍晶粒长大，从而提高材料的抗疲劳性能。通过透射观察分析，SDYZ1钢热疲劳后粗化碳化物颗粒主要形态为不规则球状、细长杆状，主要存在类型为M₂₃C₆以及M₆C,且SDYZ1钢碳化物尺寸整体比SDDVA钢的细小。     

热变形低铬白口铸铁的碳化物形状及其对热疲劳性能的影响

利用光镜、电镜及热疲劳试验机对不同变形量的低铬白口铸铁的碳化物形状及其对热疲劳性能的影响进行了探讨，结果表明：当变形量为０－４０％时，随变形量的增加，其碳化物破碎程度增加；热疲劳抗力有所提高。     

SDH2与8407钢热疲劳性能的对比研究

采用Uddeholm自约束热疲劳试验机研究了新钢种（SDH2）和ASSAB8407钢的热疲劳性能，结果显示，SDH2钢具有比8407钢更好的热疲劳性能，其热疲劳损伤因子相对8407钢降低30％~60％。并采用扫描电镜探寻热疲劳裂纹萌生与扩展的机制得知，热疲劳裂纹常在硅酸盐类、MnS、氧化铝和富V大块碳化物与基体的交界面上和晶界处萌生，并沿链状碳化物和晶界扩展。     

4Cr5MoSiV1钢中碳化物对热疲劳性能影响

运用Uddeholm自约束试验法比较4Cr5MoSiV1钢的热疲劳性能，结果表明，材料的组织均匀性对热疲劳性能有明显影响，共晶碳化物及碳化物链状沿晶分布会恶化其热疲劳性能。     

离心铸造LGJW20钢结硬质合金热疲性能研究

在自约束型热疲劳试验机上对LGJW20钢结硬质合金进行了热疲劳试验,借助金相分析、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)等方法观察了合金的显微组织,重点研究了LGJW20的热疲劳性能表现,分析了热处理工艺对合金热疲劳性能的影响。结果表明:合金中硬质相主要由鱼骨状共晶碳化物、网状二次碳化物及大块状碳化物组成;合金的热疲劳裂纹在缺口根部萌生,以一条主裂纹形式沿碳化物扩展;合适的热处理工艺能提高基体的高温屈服强度,改善合金的组织结构,提高了合金的热疲劳性能。LGJW20经过980℃淬火、200℃回火处理后热疲劳性能最佳。     

4Cr5MoSiV1热作模具钢热疲劳中碳化物粗化动力学分析

用透射电子显微分析了4Cr5MoSiV1钢热疲劳后的显微结构变化，结果表明，在热疲劳过程中M23C6碳化物粒子发生粗化，M23C6的尺寸r和热疲劳循环次数间并不服从简单的指数关系。表明经典理论不完全适合M23C6碳化物在热疲劳过程中的粗化行为。从经典扩散理论出发，考虑多组元扩散问题，得到了球状碳化物在热疲劳过程中的粗化方程。根据Thermo-calc热力学计算结果，进一步证实了富Cr的M23C6碳化物在热疲劳过程中为易粗化碳化物，与实验结果吻合。     

热变形量对低合金耐磨铸铁冲击疲劳抗力的影响

采用金相显微镜、扫描电镜和冲击疲劳试验机研究低合金耐磨铸铁冲击疲劳性能,并分析了热变形对其冲击疲劳性能的影响.结果表明,冲击疲劳裂纹在碳化物内部及碳化物与基体的界面上萌生,优先沿碳化物与基体的界面处扩展;热变形能抑制热疲劳裂纹的萌生与扩展,当变形量为40%时,其冲击疲劳性能较高.     

5CrMnMo钢的热疲劳裂纹研究SCIEI

通过自制Coffin型及自约束型热疲劳试验机研究了5CrMnMc钢经不同热处理后的热疲劳行为。利用扫描电镜、透射电镜等揭示了热疲劳裂纹萌生及其扩展。结果表明,淬火态的5CrMnMo钢绝大多数热疲劳裂纹优先在晶界处萌生;淬回火态的试样裂纹主要萌生于碳化物与基体的脱开处,或形成晶界裂纹;无论是淬火或淬回火态的试样其热疲劳裂纹主要沿着碳化物与基体脱开处及晶界裂纹桥接而扩展。     

硬度对H13热作模具钢热疲劳性能的影响

对不同硬度的H13钢进行了Uddeholm自约束热疲劳试验,结合其显微组织、显微硬度及碳化物情况探究了硬度演变对H13钢热疲劳性能的影响。结果表明：H13钢抵抗冷热疲劳的能力随硬度的升高而提高,高硬度的H13钢表面裂纹密度较高,呈分布均匀的网状,且表面高温软化程度小,裂纹深度也较浅;低硬度的H13钢表面只有若干条纵向的主裂纹。通过Jmat-pro热力学软件计算可知H13钢中存在的碳化物类型主要是M23C6、MC型,高硬度H13钢的碳化物尺寸比低硬度的小。     

热处理硬度对Cr18W2白口铸铁热疲劳性能的影响

用自约束试验方法研究了Ｃｒ１８Ｗ２合金白口铸铁的热疲劳性能，用扫描电镜观察了热疲劳断口。结果表明：合金白口铸铁的热疲劳抗力主要与热处理硬度有关，随硬度升高，热疲劳裂纹扩展速度增大，热疲劳抗力降低。热疲劳抗力对基体的显微组织不敏感。     

热变形白品铸铁碳化物的动态对冲击疲劳性能的影响

对不同变形量的白口铸铁中碳化物的形态及冲击疲劳性能进行了观察与探讨，结果表明：在0－40％的变形范围内，白口铸铁的变形量越大，碳化物破碎越严重，其冲击疲劳性能越好。     

白口铸铁稀土复合变质处理工艺研究

对白口铸铁采用稀土复合变质处理工艺进行了研究,试验了变质剂的加入量、凝固速度、碳当量、变质温度及时间等工艺因素对改善普通白口铸铁碳化物形貌的影响。结果表明,采用稀土复合变质处理及严格控制工艺因素后,白口铸铁的共晶碳化物由网状分布变成孤立块状分布,有的出现团球状,从而改善了白口铸铁的韧性,使低合金白口铁代替高铬白口铁成为可能。     

热变形量对白口铸铁冲击疲劳性能的影响

利用冲击疲劳试验机，研究了不同变形量的白口铸铁冲击疲劳性能。结果表明，变形量在10%～40%范围内、变形量越大，网状共晶碳化物破碎越严重，冲击疲劳性能越好。     

高铬铸铁中碳化物相抗磨作用的“尺寸效应”

在以显微切削为主要机制的二体磨制磨损系统中，研究了不同铸型条件下碳化物尺寸的变化对高铬铸铁耐磨性的影响。结果表明，高铬铸铁中碳化物相的抗磨作用具有“尺寸效应”，即在碳化物数量一定时，过小的碳化物尺寸将影响碳化物相抗磨作用的发挥，大幅度地降低高铬铸铁的耐磨性。     

提高钨合金白口铸铁抗冲击磨损能力的研究

研究了稀土、钒钛复合变质处理对钨合金白口铸铁组织和性能的影响.结果表明,变质处理后钨合金白口铸铁的微观组织中碳化物网络断裂,其抗冲击韧性和耐磨损性能显著提高.     

Development of a white cast iron of fracture toughness 40 MPa√m

White cast irons are limited by their brittleness, and improvement of toughness has proved an elusive goal. In this study a variety of strategies have been applied in combination to achieve improved toughness. Eutectic carbide volume fraction is reduced and non-standard heat treatments are applied.

The fracture toughness of the experimental low-carbon white cast iron is found to be superior to that of a conventional 20Cr—2Mo—1Cu white iron for most heat-treated conditions. A maximum toughness of 40 MPa√m was achieved in the experimental white iron, using a four hour high-temperature treatment at 1125°C. This value is substantially higher than anything previously reported for a white cast iron, of any carbon content.

A field trial of grinding mill liners manufactured in the experimental white iron was carried out and indicated service lives of more than 80% longer than those obtained with the currently used pearlitic steel.     

IMPROVEMENT OF CARBIDE MORPHOLOGY AND MECHANICAL PROPERTIES OF Cr12MoV STEELS

1. IntroductionCr12MoV steel is used widely as an important high wear resistallt cold die steel aroundthe world[1]. It is well known that Cr12MoV steel has networked carbide in the solidification structure, which leads to the intergranular brittleness. Moreover. The networkcarbide is too stable to be changed during heat treatment even at high temperaturely]. Inthe conventional process, forging is needed to break etwork carbide into a granular form.However, partly owing to Cr12MoV steel hav…     

耐磨铸铁30年发展展望

概述了含铌铸铁,含硼铸铁,含钒、钛、稀土白口铸铁,镍硬铸铁和高铬白口铸铁生产工艺的进展情况;介绍了在各种不同磨料磨损条件下高铬铸铁的化学成分及显微组织的恰当选择;指出通过细化碳化物,高铬白口铸铁的冲击韧性可以得到提高。