正火处理对破碎铁素体球墨铸铁组织和性能的影响

为了提高球墨铸铁曲轴的强度和韧性,对铸态球铁进行不完全奥氏体化正火处理,在球铁基体内获得了珠光体及分散状的破碎铁索体组织.分析正火保温温度及保温时间对球墨铸铁组织和性能的影响,发现在奥氏体、铁素体和石墨的三相共存区内,随着保温温度的升高、保温时间的延长,正火后球铁基体中珠光体含量增加、铁素体含量下降,试样的强度、硬度呈上升趋势,韧性塑性有一定的下降.在860～870℃下保温1.5 h的曲轴,具有最佳的综合力学性能.     

球墨铸铁低温冲击韧性的研究

研究了球墨铸铁基体组织中珠光体率和石墨数量对其硬度以及低温 (-20℃) 冲击韧性的影响.研究结果表明,随着珠光体率的增加,球墨铸铁硬度增加,但低温冲击韧性下降;对于铸态和正火态球铁,石墨数量对基体硬度和U形缺口低温 (-20℃) 冲击韧性几乎没有影响.对于退火态球铁,随着石墨数量的增加,-20℃冲击韧性值显著增加;当石墨数量达到400个/mm~2时,其U形缺口冲击韧性达29.0 J/cm~2,是铸态的3倍.     

硅对固溶强化球墨铸铁组织及性能的影响

采用OM、SEM和万能拉伸试验机研究了硅对固溶强化球墨铸铁组织及性能的影响。结果表明:固溶强化球墨铸铁的硅含量在3.60%~4.48%变化时,随着硅含量的增加,铁素体含量增加,3.60%Si试样的基体组织为90%铁素体+10%珠光体,3.73%Si、3.93%Si、4.25%Si和4.48%Si试样的基体组织均为单一铁素体;石墨球化率和石墨球数量基本不变,石墨球尺寸逐渐减小;固溶强化球墨铸铁的抗拉强度和硬度逐渐增大,伸长率先增大后减小;腐蚀速率逐渐降低,耐腐蚀性能逐渐增强;氧化速率逐渐降低,抗氧化性能逐渐增强。     

镍对球墨铸铁组织及性能的影响

在优化设计基本元素的基础上,制备不同镍含量的试样。通过采用金相观察、硬度及抗拉强度测试,研究了Ni对球墨铸铁组织及性能的影响。结果表明:当Ni含量为0.3%时,球墨铸铁组织为石墨+珠光体+铁素体,石墨的球化等级达到1~2级,石墨球大小达到6~7级,珠光体含量为25%~45%;其性能达到:布氏硬度HBS 190~200,抗拉强度500 MPa,伸长率10%。     

Ni、Si、Sb及浇注温度对厚大断面低温铁素体球墨铸铁性能的影响

采用铸态工艺制备厚大断面低温铁素体球墨铸铁试块,对比了浇注温度及微量Sb对厚大断面球墨铸铁心部碎块状石墨的抑制作用,分析了Ni、Si及试块壁厚对其抗拉强度和-40℃低温冲击韧度的影响。结果表明,提高浇注温度与添加0.005%Sb均对碎块状石墨有抑制作用,但后者作用更强;添加0.6%Ni及适当提高Si元素含量可有效提高试块强度,但其-40℃低温冲击韧度稍有下降。随着试块壁厚增加,其抗拉强度、-40℃低温冲击韧度及球化等级降低,石墨球直径增大。     

镍对低温高韧性球墨铸铁组织及性能的影响

试验采用了0-1.2%的镍对低温球墨铸铁进行合金化,并采用两阶段退火工艺进行热处理.结果表明,材料的微观组织由铁素体+石墨球+极少珠光体组成.加入质量分数0.71%Ni的球铁,经热处理后具有良好的冲击韧度,在-20℃、-40℃温度环境下,其冲击韧度分别达到16.6J和12.8J,可以满足球墨铸铁件在高寒地区的使用要求,并保证了在不降低低温冲击韧度的前提下,提高材料强度和硬度,从而弥补因硅量降低带来的强度不足的问题.     

不同w（Cr）量对CADI材料组织及性能的影响

研究了不同w(Cr)量对含碳化物的等温淬火球墨铸铁金相组织及力学性能的影响,研究表明:(1)铸态下,随着w(Cr)量的增加,铸态组织中的碳化物和珠光体的体积分数增加,铁素体体积分数大幅度减少;(2)经热处理后,不含Cr的金相组织为残余奥氏体+下贝氏体+石墨;加Cr以后,组织为残余奥氏体+下贝氏体+碳化物+石墨,碳化物的量随着w(Cr)量的增加而增加;(3)当w(Cr)量约为0.9%时,冲击韧度为12 J/cm~2,硬度为52.4 HRC,磨损率为0.33 mg/m,材料的冲击韧度与硬度性能均符合磨球的材料要求。     

耐低温球墨铸铁输送管的生产实践

介绍了低温高韧性球墨铸铁输送管的铸造工艺,分析了低温球铁生产中原材料、化学成分选择的要点;通过合理控制球化处理、孕育处理工艺,铸态获得了铁素体+细小的石墨球组织;对厚大部位采用冷铁强制冷却、充分利用石墨化膨胀的自补缩,实现了输送管铸件无冒口铸造;铸态下各项力学性能及低温冲击韧性达到EN-GJS400-18U-LT的要求,输送管无损检测合格,铸件品质达到国内同类产品先进水平.     

钼对铁素体球墨铸铁组织和力学性能的影响

通过在铁素体球墨铸铁中加入钼元素,研究了钼对其组织和力学性能的影响。结果表明,在730℃下保温4 h,可获得单一铁素体基体和细小石墨球颗粒的双相退火组织,石墨球分布均匀、圆整。钼的加入并不能细化石墨球组织,反而恶化石墨球形态。钼的加入使铁素体球墨铸铁的冲击韧度和伸长率显著降低,不利于高热应力工况下的反复使用。     

镍对中碳低合金钢显微组织和硬韧性的影响

采用金相显微镜、X射线衍射仪、硬度计、冲击试验机和扫描电镜,研究了铸态和经1050℃正火、920℃水淬和250℃回火热处理的含镍中碳低合金耐磨铸钢显微组织和硬韧性。结果表明,中碳低合金铸钢的铸态组织为片状珠光体,热处理后主要组织为混合马氏体。镍含量由0.08%增加到1.29%,铸态硬度逐渐上升,镍含量大于1.29%时,硬度稍降;冲击韧度随镍含量的增加而逐渐升高。热处理后的低合金钢硬度随镍含量的增加亦表现出先上升后下降的趋势,镍含量为0.08%~1.29%时,冲击韧度略有提高,当镍含量大于1.29%时,韧性迅速提高。镍含量为1.29%时,热处理低合金钢V型缺口韧度为11.9 J,硬度为50.47 HRC,硬韧性匹配较好。     

镍和硅复合添加对低温高韧性球墨铸铁组织和性能的影响

采用1.2%～1.8%的镍对低温球墨铸铁进行合金化,同时加入2.0%～2.5%Si,并采用石墨化两阶段退火或低温石墨化退火工艺进行热处理。结果表明,热处理后材料的微观组织由铁素体、球状石墨和极少珠光体组成。当Si量为2.01%,Ni量为1.2%时,-20℃和-40℃的低温冲击功AKV都最高,分别达到16.3 J和13.6 J,同时抗拉强度大于400 MPa,伸长率高达23%。因此,要获得低温高韧性球墨铸铁,即保证不降低材料低温冲击功的前提下,提高其抗拉强度,应该选择合理的镍、硅含量,其中Ni量不超过1.5%,Si量在1.9%和2.3%之间。     

耐-40℃低温冲击材料的研发

试验了不同Ni质量分数、不同温度热处理工艺的球墨铸铁件的低温冲击性能,得到Ni质量分数为0.5%~0.6%、700℃热处理工艺能够达到超规范要求的耐-40℃低温冲击材料要求;同时经过调整炉料配比试验了无Ni球墨铸铁的低温性能,获得铸态无镍达到顾客要求且合格率达到80%以上的球墨铸铁材料,为后续的无镍CRH3定子架铸件生产打下了基础。     

Ni对厚大断面球铁显微组织和力学性能的影响

以不含Ni和含Ni的厚大断面球墨铸铁为研究对象,并对其进行低温两阶段退火处理(760℃+4 h和730℃+4 h)。采用光学显微镜、扫描电镜、电子万能试验机和布氏硬度计等研究了厚大断面球铁试样不同部位的显微组织和力学性能。结果表明:退火处理后,试样的铁素体含量达到了95%以上。随着凝固时间的增加,从试样表面到心部位置,出现了畸形石墨,导致力学性能急剧下降。与未加Ni相比,含0.6%Ni试样的石墨球细小圆整,基体组织得到细化,力学性能明显提高。     

风电底座球铁铸件力学性能与金相组织的研究

对比分析了QT400-18AL风电球墨铸铁件底座的本体以及附铸试块的力学性能、金相组织,结果表明：珠光体以及夹杂物的存在对铸件本体力学性能有不利影响,使本体性能与附铸试块相比存在很大的差异,需要对生产过程作严格的质量控制;珠光体体积分数越高,低温冲击值及其伸长率越低;石墨球直径越小,石墨分布越均匀,低温冲击值、伸长率以及抗拉强度越高;石墨球数增加,低温冲击值以及伸长率呈增加的趋势.     

金属型铸造铸态铁素体球墨铸铁的试验研究

介绍金属型获得铸态铁素体球铁的工艺及其铸态组织与性能 ;实验发现 ,采用铝和石墨对铁液进行预处理、含铋孕育剂的瞬时孕育 ,对增加石墨球数和防止表面白口的形成作用十分显著。铸态组织中铁素体含量大于 98%,石墨球细小、圆整 ,平均直径12 μm,单位面积的球数 90 0个 /mm2 以上 ,球化率达 90 %以上。铸态机械性能达到QT45 0 15。     

球墨铸铁QT800-6正火处理工艺研究

利用光学显微镜、硬度试验机、拉伸试验机以及箱式电阻炉设备,研究了不同正火处理工艺对球墨铸铁QT800-6力学性能的影响。结果表明:正火工艺处理后,球铁基体组织中的铁素体向珠光体转变后组织为少量铁素体基体+珠光体+球状石墨。大多数的铁素体转变为珠光体,珠光体数量在基体组织中大大增加,正火温度860℃保温1 h风冷获得的球墨铸铁具有良好的综合力学性能。     

不同厚度的数控机床滑枕用球铁组织和力学性能研究

采用中频感应炉冶炼了机床滑枕用的QT600-3球墨铸铁,并铸造成不同厚度的试块,采用光学显微镜对试样组织进行了观察,对其拉伸性能和硬度进行了检测。结果表明,随着试块厚度的增加,分布在球墨铸铁基体上的石墨尺寸逐渐增加,数量逐渐减少,形态恶化,逐渐由细小均匀分布的球状转变为团絮状;基体中珠光体含量逐渐减少,铁素体含量增加,当厚度达到100 mm以上时,基体组织中珠光体含量大幅减少,可以得到近乎全铁素体基体的球墨铸铁;抗拉强度和硬度几乎呈线性降低;伸长率则先不变后升高,厚度为100 mm时获得最大值,当厚度进一步增加时伸长率则有所下降。     

铸态高强度高伸长率合成球铁的试验研究

采用中频感应电炉熔炼,以废钢、原料纯铁为主要炉料,通过Cu、Ni合金化,优质增碳剂增碳,利用钟罩法分别进行炉内预处理和球化处理,浇包冲入法孕育处理,树脂砂壳型,制备了铸态高强度高伸长率合成球铁Y块铸件。结果表明,石墨球化级别2级,石墨大小7级,基体组织细小,为珠光体-铁素体混合基体,其中珠光体的含量为65%,铸态合成球铁的抗拉强度和伸长率分别达到763.0 MPa和11.2%。     

铌对球墨铸铁共晶温度和铸态组织的影响

采用热分析法测定了Mn-Cu-Mo球墨铸铁的凝固冷却曲线,并借助于图像分析软件对铸态组织进行了观察和定量分析。研究了铌对球墨铸铁的共晶温度和石墨化、球化率和基体组织的影响。结果表明:铌的加入对球墨铸铁的共晶温度和石墨化影响均不大;随着铌含量的增加,球墨铸铁的球化率明显下降。此外,铌的加入使基体组织中铁素体含量下降,并细化珠光体。     

铸态铁素体低碳球墨铸铁的研究

对铸态铁素体低碳球墨铸铁进行了研究.试验中所选择低碳球墨铸铁的化学成分为:1.2%～2.2%C,2.8%Si,＜0.4%Mn,＜0.05%P,＜0.04%S.铁液采用无芯感应电炉熔炼后,铁液的出炉温度控制在1480～1550℃之间,经过主要由某些公认的反球化元素组成的Sx变质剂进行一次性变质处理.本文分析了铁液的化学成分、变质剂的种类和加入量对铸态铁素体低碳球墨铸铁形成的影响.试验的结果表明:当C1.2%～1.8%,Sx1变质剂的加入量为0.8%或1.0%,可以得到球状石墨 珠光体 少量铁素体组织,Sx1加入量为1.2%,基体中无球状石墨,而且随着含碳量和变质加入量的提高铁素体数量基本不变.当C2.0%～2.2%,Sx1和Sx2变质剂都不能使石墨球化,Sx3变质剂加入量为0.8%,石墨被部分球化;Sx3加入量为1.2%,基体中无球状石墨,Sx3入量为1.0%,可以得到球化良好,铁素体数量大于85%和少量珠光体组织的低碳球墨铸铁,其机械性能主要为:σb≈400MPa、δ≈15%、αk≈22J/cm2,HB≈200.