稳定生产高强度4缸球墨铸铁曲轴的研究

介绍了S系列4缸球墨铸铁曲轴的结构形状、技术要求以及覆砂铁型的详细生产流程。查明了该曲轴的最佳化学成分控制范围,研究了Cu和Sb合金加入量对曲轴本体性能的单独影响和联合影响。将珠光体体积分数、抗拉强度和伸长率作为重要分析数据,对试验获得的各项测试数据进行了研究分析,结果表明:Cu和Sb的合用能促进珠光体的稳定性和改善力学性能,对稳定生产高强度曲轴起着关键性作用,综合考虑铸件性能及生产成本等因素,将w(Cu)量控制在0.40%~0.45%,w(Sb)量控制在0.010%~0.015%,铸件的金相组织和力学性能满足要求。     

珠光体球铁锡、锑复合处理试验研究

在普通干砂型条件下,采取和孕育剂一起加入的方式,向球墨铸铁中加入微量Sn、Sb合金元素的方法制备高强度球墨铸铁.通过多组试验,分析了Sn、Sb合金含量对球墨铸铁组织和性能的影响规律.Sn、Sb能够明显促进珠光体形成,细化珠光体片间距,同时增加石墨球数,提高球化率,从而提高球墨铸铁的力学性能.其中Sn含量为0.03wt%、Sb含量为0.012wt%的试样抗拉强度达到805 MPa,硬度达到290 HB,伸长率为4.6%.     

Cu对高强度珠光体球墨铸铁组织与力学性能的影响

采用500 kg中频感应电炉和材料分析手段,研究了(0.4~0.9)%Cu对高牌号珠光体球铁组织和力学性能的影响规律。结果表明,其它成分不变的情况下,Cu含量在0.4%~0.9%范围内,抗拉强度均在800 MPa以上,伸长率在4.4%以上,达到QT800-3标准。随着Cu含量的增加,抗拉强度不断提高,但增幅不大,伸长率却呈逐渐降低的趋势;铜含量在0.4%~0.5%时,伸长率保持在6%以上;Cu元素加入量超过0.6%以后,伸长率明显下降,约在4.5%左右。     

Sn微合金化大断面球铁的组织性能分析

为了改善大断面球墨铸铁的组织性能,通过向铁液中加入质量分数为0.05%的元素Sn,制备了尺寸为120mm×120 mm×180 mm的球墨铸铁试块。借助金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、万能拉力试验机和布氏硬度计,研究Sn微合金化大断面球墨铸铁的微观组织和力学性能,并对其拉伸断口进行了分析。结果表明,未加入Sn的球墨铸铁试样中心存在大量碎块状石墨,综合力学性能差;Sn微合金化大断面球墨铸铁试样中心的石墨球形态好、数量多、石墨球细小,其平均直径约为32μm,珠光体体积分数为90%,综合力学性能良好,其抗拉强度不低于850 MPa,伸长率不低于4%,硬度平均值约为283 HB。Sn微合金化大断面球墨铸铁试样以脆性断裂为主,具有少量塑性断裂的混合断裂模式。     

超声处理对球墨铸铁熔体凝固组织与性能的影响

对球墨铸铁熔体施加超声处理,从浇注的曲轴铸件取样研究了微观组织、力学性能和断口形貌,分析超声处理的作用机理。结果表明,超声处理可以提高球墨铸铁微观组织中的珠光体含量;随着超声输出电流的提高,球墨铸铁曲轴试样的强度和伸长率也随之提高,最高可达892 MPa和6.6%,与未施加超声的球墨铸铁曲轴试样相比分别提高了13.3%和40.4%。超声处理可以减小石墨球尺寸,降低石墨球产生的应力集中现象,缩小珠光体组织的片层间距,进而提高球墨铸铁曲轴的力学性能。     

600MPa热镀锌双相钢退火温度及成分优化

在工业试生产600 MPa热镀锌双相钢时,分析不同退火温度(800、820、840℃)对成品组织性能的影响,并对退火温度和成分进行优化。结果表明:成品主要组织均为铁素体+马氏体(面积分数8%~12%),退火温度升高马氏体含量下降,晶粒尺寸逐渐增大,840℃退火出现少量珠光体。成品力学性能符合标准要求,强度偏高,随温度升高屈服、抗拉强度下降,伸长率、屈强比变化不明显。对成分C,Mn元素微调,采用800~810℃退火,成功稳定批量生产600 MPa级双相钢,性能均值为:屈服强度360 MPa、抗拉强度630 MPa、伸长率26%、屈强比0.57。     

Mn-Sb合金化对大断面高强度球铁组织性能的影响

利用金相显微镜、拉力试验机、硬度计等检测手段研究了Mn-Sb合金化对大断面高强度球墨铸铁显微组织和力学性能的影响,并对其影响机理进行了探讨。结果表明,Mn-Sb合金化可以提高石墨球化率,增加球墨数量、减小石墨球径,改善了石墨形态,增加珠光体数量,从而提高了铸件的抗拉强度、伸长率和硬度。Mn的质量分数为0.4%、Sb的质量分数为0.02%时,试样的抗拉强度不低于700 MPa,伸长率不低于5%,硬度可达258 HB。     

Si含量对挤压铸造Al-5.0Cu-0.6Mn-0.7Fe合金显微组织和力学性能的影响

采用拉伸性能和硬度测试、光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪等手段研究不同Si含量对挤压铸造Al-5.0Cu-0.6Mn-0.7Fe合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:当挤压压力为0时,随着Si含量的增加,凝固后期形成的富铁相阻止液相补缩,形成缩松组织,导致合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率都下降;当挤压压力为75MPa时,随着Si含量增加,缩松组织消失,虽然细小和分散的α-Al15(Fe Mn)3(Si Cu)2相和Al2Cu相数量增多,但Al6(Fe Mn Cu)相消失,有利于晶界强化和阻止裂纹的扩展,使得合金的抗拉强度和屈服强度增加;虽然富铁相数量的增加使得合金伸长率降低,但挤压铸造工艺减缓了伸长率降低的趋势。当挤压压力为75 MPa和Si含量为1.1%(质量分数)时,合金的综合力学性能最好,其抗拉强度为232 MPa,屈服强度为118 MPa,伸长率为12.4%。     

高强度高弹性模量低应力铸态球墨铸铁的研究

添加不同含量的合金元素Mn和Cu浇注球墨铸铁Y型试块和应力框铸件,通过拉伸试验和金相检验研究了Mn和Cu对铸态球墨铸铁组织和性能的影响,采用盲孔法测量铸件的残余应力。结果表明:球墨铸铁中单独加入锰元素难以同时达到高强度和高弹性模量;球铁中添加适量的Cu元素能显著促进珠光体生成并减小珠光体层片间距、提高其抗拉强度和弹性模量;1.0%Mn-0.5%Cu复合处理的球墨铸铁的基体组织完全珠光体化,抗拉强度和弹性模量分别达到740 MPa和182 GPa,其残余应力随碳当量的增加而降低,碳当量为4.6时最大残余压应力和拉应力分别为-76.9MPa和53.7 MPa,同时达到了高强度、高弹性模量、低应力的要求。     

Si-Mn-Sn复合孕育生产珠光体球墨铸铁

通过调节石墨化元素和稳定系元素含量,采用Si、Mn、sn复合孕育方式来代替加Cu合金化,减少游离碳化物的出现,提高珠光体数量,达到提高铸件力学性能的目的.试验球铁的化学成分为CE 4.1%～4.5%、w,(Si)2.1% ～2.4%、w(Mn)<0.6%、w(sn)0.02%,当一次孕育的w(Sn)约为0.021%时,试棒的抗拉强度稳定在700 MPa以上;当W(Sn)约为0.014%时,试棒的抗拉强度较低,受所用回炉料的影响较大.并在生产中发现:Sn对珠光体数量的提高起主要作用;Mn可以提高珠光体数量、强度、硬度,但对珠光体数量的作用受其它元素(如Si)的影响较大.     

胫骨生物陶瓷复合材料的微结构增韧机理

扫描电镜观察显示胫骨是一种由羟基磷灰石和胶原蛋白组成的自然生物陶瓷复合材料.羟基磷灰石具有层状的微结构并且平行于骨的表面排列.观察也显示这些羟基磷灰石层又是由许多羟基磷灰石片所组成,这些羟基磷灰石片具有长而薄的形状,也以平行的方式整齐排列.基于在胫骨中观察到的羟基磷灰石片的微结构特征,通过微结构模型分析及实验,研究了羟基磷灰石片平行排列微结构的最大拔出能.结果表明,羟基磷灰石片长而薄的形状以及平行排列方式增加了其最大拔出能,进而提高了骨的断裂韧性.     

面向零件形状的计算机图形库的开发

论述了CAD技术中参数化设计的三种建模方法，重点介绍了基于特征的参数化建模原理。在此基础上，分析机械设计中的机构结构，归纳出其零件的几何特征构成。设计了机构CAD图形库，并提出了该图形库生成步骤和人机交互界面。     

FeCrAIW电弧喷涂层组织的致密化研究

采用激光辐照对FeCrAlW电弧喷涂层的组织进行致密化处理,借助扫描电镜和X衍射对涂层的组织进行了分析.测试了涂层的显微硬度.结果表明:涂层组织致密度提高,孔隙率明显降低.随着激光扫描速度的增加,涂层的显微硬度降低.在较低的扫描速度下,涂层与基体之间形成互熔区,涂层与基体之间产生良好的冶金结合.     

钢材打捆机控制系统智能化技术的研究

钢材打捆机是一种用于轧钢精整工艺的新型自动化设备，其控制系统基于SiemensS7 PLC和TP7触摸屏。系统的智能化技术主要包括：液压高低压自动控制、在线监视、离线故障检测、多台设备协同工作、可视化人机交互技术。本文描述了这些技术的原理与实现方法。     

Ab-initio calculation of enthalpies of formation of intermetallic compounds and enthalpies of mixing of solid solutions

A large number of ab-initio calculations of energies of formation of intermetallic compounds have been performed in the last 15 years. The currently used methods are listed. The paper presents a review of the aluminium based compounds which have been studied. Comparisons of calculated and experimental enthalpies of formation are provided for aluminim-3d and-4d transition metal alloys at equiatomic composition. The modelling of the enthalpies of mixing of solid solutions based on a given lattice is described.     

Features of formation of the structure in production of blanks of disks of heat-resistant nickel alloys

Conclusions To provide a high level of mechanical properties in wrought blanks of cast ÉP741NP and ÉP962 alloys it is necessary to form controlled structures. A necklace-type structure formed in homogenizing isostatic treatment, subsequent thermomechanical working including alternation of the operations of deformation in the (+)-area and recrystallization anneals, and final heat treatment is preferable. The temperature conditions of all stages of thermomechanical working are strictly controlled, especially the final operation of deformation and heating for hardening. To eliminate hardening cracks and distortions it is necessary to use molten salts at t=600°C as quenchants. The use of multiple production operations makes it possible to significantly reduce the structural inhomogeneity related to inhertance of the original dendritic structure. However, the structure of the final semifinished product is nevertheless characterized by a difference in occurrence of the processes of polygonization and recrystallization between the former dendritic cells and the interdendritic spaces in deformation and heat treatment.To obtain structurally homogeneous blanks for gas turbine engine parts it is necessary to use basically new methods of remelting such as vacuum double electrode remelting and electron beam remelting with an intermediate vessel.Translated from Metallovedenie i Termicheskaya Obrabotka Metallov, No. 12, pp. 25–29, December, 1991.