离心铸造气门座圈用高铬铸铁的组织及性能研究

根据气门座圈的生产和使用要求,研究了一种成分的离心铸造高铬铸铁铸态和回火态的组织和性能。结果表明,离心铸造的高铬铸铁其铸态组织由初生奥氏体、共晶奥氏体和共晶碳化物组成,回火态组织由回火马氏体、残余奥氏体和共晶碳化物组成;热处理后的高铬铸铁消除了内应力,减小了晶格畸变,具有较好的强度,并且有一定的硬度。离心铸造高铬铸铁气门座圈能满足大功率内燃机的使用要求。     

含碳量及热处理工艺对高铬铸铁组织与耐磨性的影响

采用光学显微镜和扫描电镜分析高铬铸铁显微组织的变化,采用XRD分析物相组成,采用MLG-130B型干砂橡胶轮磨损试验机进行磨损试验,研究了不同碳含量和热处理工艺对高铬铸铁组织及耐磨性能的影响。研究结果表明,碳含量主要影响初生碳化物形貌及分布状态,热处理工艺对高铬铸铁组织及性能影响显著。随含C量升高,初生碳化物由均匀分布于基体中的短棒状和细杆状转变为呈连续网状分布于基体中的六角块状和长条状。经980℃×4 h风冷淬火处理后,基体组织由奥氏体转变为马氏体,碳化物由M_3C型转化为M_7C_3型,试样的硬度和耐磨性均较铸态时显著提升。由于含C量为4.5%试样中碳化物割裂基体,导致其耐磨性能较同样处理条件下的含C量为2.5%的试样差。     

铬锰铜合金白口铸铁抗冲蚀磨损性能研究

以铸态铬锰铜合金白口铸铁为对比材料,考察了热处理后的铬锰铜合金白口铸铁的抗冲蚀磨损性能,并对试验材料的冲击断口形貌、抗冲蚀磨损失效机理和冲蚀磨损横切面的金相组织进行了分析。结果表明,在相同的冲蚀条件下,热处理后的两种铬锰铜合金白口铸铁的抗冲蚀磨损性能分别是铸态的1.14倍和1.35倍;这是因为前两者的硬质相碳化物的硬度高于后者组织中的碳化物,发挥了优越的抗磨削作用,同时保护了基体。基体中弥散分布着二次碳化物及具有良好弹塑性的残余奥氏体,也减缓了砂粒冲刷表面时的材料流失;试验材料的冲击断口形貌和冲蚀磨损形貌上也有明显的区别。     

一种高铬合金耐磨铸铁衬板的热处理

研制了一种高铬合金耐磨铸铁生产耐磨衬板,对高铬合金耐磨铸铁进行080±5)℃x3h空冷淬火和(220±5)℃×3 h低温回火,观察了耐磨衬板的金相组织,测试了不同状态下衬板的硬度,分析了热处理工艺对耐磨铸铁组织和性能的影响.结果表明,铸铁铸态组织含奥氏体量多,硬度低;热处理后组织中碳化物弥散度高,组织分布最均匀,耐磨性好.     

铬锰铜合金白口铸铁在常温滑动干摩擦条件下的磨损失效分析

以铬锰铜合金白口铸铁的铸态材料为对比材料,考察了热处理后的铬锰铜合金白口铸铁材料的耐磨性能,对试验材料的磨损失效机理和磨损端面与无磨损端面的金相组织进行了分析.结果表明,在相同的磨损条件下,水冷和空冷后的铬锰铜合金白口铸铁的耐磨性能分别是铸态的1.11倍和1.20倍;这是因为前两者组织中碳化物的硬度较之后者的高且碳化物分布均匀,发挥了抗磨犁作用,保护了基体,同时基体中存在的可转变为马氏体的具有良好弹塑性的残余奥氏体反过来又保护了碳化物,这样就更有效地减缓了磨损时的材料损失.这些原因可有针对性地为提高耐磨性能选择热处理制度提供参考.     

铬锰铜合金白口铸铁在常温滑动千摩擦条件下的磨损失效分析

以铬锰铜合金白口铸铁的铸态材料为对比材料，考察了热处理后的铬锰铜舍金白口铸铁材料的耐磨性能，对试验材料的磨损失效机理和磨损端面与无磨损端面的金相组织进行了分析。结果表明，在相同的磨损条件下，水冷和空冷后的铬锰铜合金白口铸铁的耐磨性能分别是铸态的1．11倍和1．20倍；这是因为前两者组织中碳化物的硬度较之后者的高且碳化物分布均匀，发挥了抗磨犁作用，保护了基体，同时基体中存在的可转变为马氏体的具有良好弹塑性的残余奥氏体反过来又保护了碳化物，这样就更有效地减缓了磨损时的材料损失。这些原因可有针对性地为提高耐磨性能选择热处理制度提供参考。     

热处理工艺对Cr26型高铬铸铁组织和性能的影响

研究了热处理工艺对Cr26型高铬铸铁显微组织和力学性能的影响。结果表明:高铬铸铁铸态组织是由珠光体+奥氏体+马氏体+碳化物组成。热处理促使奥氏体向马氏体转变,热处理后组织主要为马氏体+碳化物。在热处理温度范围内,显著提高高铬铸铁的硬度和冲击韧度,同时均随淬火温度增加而增高,在950℃达到最大值,分别为HRC62.2和8.3 J·cm~(-2)。     

热处理对Cr15高铬铸铁组织和耐磨性能的影响

分析了失稳和回火处理对Cr15高铬铸铁显微组织及耐磨性能的影响。结果表明,950~1 000℃下失稳处理促进二次碳化物析出和马氏体转变,淬火态高铬铸铁组织由马氏体、残余奥氏体和二次碳化物组成,基体硬度提高;而低温回火消除了应力集中,获得良好的韧性;Cr15高铬铸铁经1 000℃×3h+空冷+250℃×6h可获得良好的综合力学性能,其硬度(HRC)和无缺口冲击吸收功分别为61.4和7.3J;在干滑动磨损状态下,铸态和淬火态高铬铸铁主要为磨粒磨损,回火态高铬铸铁韧性较好,磨损形式以粘着为主。在干滑动磨损6h后,磨损量从铸态的43.0mg降至淬火态的28.8mg。     

深冷处理对Cr13Mn3MoV2硬度和耐磨性能的影响

研究了高铬铸铁Cr13Mn3MoV2经亚临界与深冷处理后的组织、硬度和耐磨性.结果表明,高铬铸铁的显微组织主要是由奥氏体、马氏体和(Cr,Fe)7C3共晶碳化物组成.高铬铸铁经深冷处理后的硬度明显高于空冷,相比铸态,随着亚临界处理温度从400℃到650℃,其经历了从低于铸态硬度到硬度增大并超过铸态,并且出现二次硬化再到硬度又降低的过程,这主要是在热处理过程中马氏体的回火及残余奥氏体转化为马氏体的结果.在520℃和600℃进行亚临界处理耐磨性最好,而在540℃,其耐磨性能最差,而且硬度与耐磨性没有完全的对应关系.     

高铬铸铁的热处理

高铬铸铁被认为是良好的抗磨材料，这种材料碳化物（or，r幻，Ca呈均匀分布弥散形式及断续网状，嵌在回火马氏体基体中。这种组织硬度最高并有一定韧性。热处理是使高铬铸铁获得上述优良金相组织的必要手段。脱稳处理由于高碳、高铭使高铬铸铁淬通性好，珠光体转变被遏止，也使Ms点降低，故铸态高铬铸铁基体组织多以奥氏体为主要相．铸态组织的硬度通常为45～50HRC。淬火热处理后硬度可达到60HRC以上，故高铬铸铁不经过淬火不能发挥其固有潜力。铸态奥氏体，合碳铅量高，比较稳定（即Ms点较低）。重新加热到奥氏体化温度并保温，使其铬…     

Effects of RE,V, Ti and B composite modification on the microstructure and properties of high chromium cast iron containing 3% molybdenum

The effects of RE, V, Ti and B on the microstructure and properties of high chromium cast iron containing 3% molybdenum under as-cast and heat treatment conditions were investigated with the method of comparing experiments. The results show that with the increase of RE content, the primary austenite of high chromium cast iron is obviously refined. The morphology of carbide is changed from netlike and lath to small multiangular isolated blocks or massive blocks, the isolated degree of carbide is improved obviously, and the size is significantly refined. The addition of V and B into high chromium cast iron can refine the microstructure, reduce coarse columnar crystals and make the carbide smaller and uniform. Through composite modification with RE, V, Ti and B, the hardness, wear resistance and impact toughness of high chromium cast iron are increased conspicuously. After heat treatment, the hardness of high chromium iron is increased significantly, but the toughness and wear resistance do not show great improvement.     

淬火工艺对Cr26高铬耐磨铸铁组织与硬度的影响

利用光学显微镜、洛氏硬度计等研究了不同淬火工艺对Cr26高铬耐磨铸铁组织与硬度的影响。结果表明:铸态Cr26高铬铸铁组织主要由初生奥氏体和碳化物组成。经980~1060 ℃不同温度淬火、空冷后,高铬铸铁组织中有大量二次碳化物析出。随着淬火温度的升高,析出的二次碳化物先增加后减少,试样硬度先升高后降低。1020 ℃淬火试样硬度达到峰值,为65.7 HRC。1020 ℃淬火高铬铸铁,经空淬、油淬和水淬不同方式冷却,随着冷却速度的增大,高铬铸铁组织中碳化物颗粒、碳化物比例逐渐增大,硬度逐渐增大,其中水淬高铬铸铁试样硬度最大,达到68.2 HRC。     

热处理对高铬铸钢组织和性能的影响

采用金相显微镜和扫描电镜分析热处理对高铬铸铁的微观组织的影响,通过硬度测试和耐磨性测试研究热处理对高铬铸铁的力学性能影响。结果表明:当固溶处理温度在920℃以下时,淬火+回火后的组织为铸态组织;当固溶处理温度920℃及以上时,淬火+回火后铸态组织消失,出现淬火组织;随着固溶处理温度的升高,高铬铸铁硬度与耐磨性先升高后下降,在870℃时硬度达到最大值,耐磨性能最优;深冷处理不能提升铸态组织高铬铸铁的耐磨性,但可以提升淬火组织高铬铸铁的耐磨性。     

Effects of high temperature and cryogenic treatment on the microstructure and abrasion resistance of a high chromium cast iron

Effects of deep cryogenic treatment on the microstructure, hardening and abrasion resistance behaviors of 16Cr1Mo1Cu cast iron subjected to destabilization treatment were investigated. The results show that the cryogenic treatment can effectively reduce the retained austenite after destabilization heat treatment, but cannot make retained austenite transform completely. Cryogenic treatment can markedly improve bulk hardness and abrasion resistance of the high chromium cast iron. In the course of destabilization treatment and then cryogenic treatment, the amount of precipitated secondary carbide, M₂₃C₆, was more than that in air cooling. The additional fine secondary carbide precipitated during the cryogenics treat after destabilization heat treatment comparing with air cooling, is the main reason for the increase of the bulk hardness and wear resistance.     

深冷处理对Cr14Mn2V2高铬铸铁组织转变和磨损性能的影响

分别采用X射线衍射(XRD)、电子透射电镜(TEM)和磨损测量(WT)等方法研究了深冷处理对高铬铸铁显微组织和磨损行为的影响。深冷处理能有效地降低高铬铸铁中的残余奥氏体含量,促进细微碳化物的析出,但不能完全将奥氏体转化为马氏体。大量马氏体的形成和微小二次碳化物的析出,显著提高了高铬铸铁的耐磨性。当残余奥氏体含量约为15%时,材料的耐磨性能达到最好,残余奥氏体量较多或较少都不利于耐磨性的提高。结果表明,亚临界加深冷处理试样的磨损性能较未深冷的试样有较大的提高。     

热处理工艺对离心铸造高铬铸铁轧辊组织及硬度的影响

采用了光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、洛氏硬度计等仪器,研究了离心铸造高铬铸铁轧辊铸态及淬火与回火后的显微组织结构、碳化物和硬度等。结果表明:高铬铸铁轧铸态组织主要是由奥氏体+少量马氏体+(Cr,Fe)₇C₃碳化物组成,碳化物呈粗大板条状或块状,不同温度热处理后,得到回火马氏体+(Cr,Fe)₇C₃+Cr₇C₃碳化物的组织,组织中粗大板条状碳化物消失,得到细小块状或椭圆状碳化物。该高铬铸铁轧辊铸态硬度为56.0HRC左右,在950℃淬火及400℃回火处理后硬度增加到了约65.5HRC。     

热处理对3Cr14Mn4B高铬铸铁硬化行为的影响

通过对高铬铸铁3Cr14Mn4B的硬度和磁性的测量,研究了高铬铸铁经亚临界处理、去稳处理及深冷处理后的组织和硬度变化,分析了高铬铸铁残余奥氏体和马氏体的相组成对高铬铸铁硬度的影响。结果表明,高铬铸铁的显微组织主要由马氏体、少量的奥氏体和(Cr,Fe)7C3共晶碳化物组成。在亚临界处理的情况下,空冷时高铬铸铁的硬度随亚临界处理温度的增加而先升高后降低,深冷处理后的硬度高于空冷时的,但当温度高于550℃时,深冷处理后的硬度低于空冷时的。高铬铸铁的硬度随去稳处理温度的升高略有升高,并且经深冷处理后的试样硬度比空冷高。经不同的热处理后,高铬铸铁的硬度主要受铸铁基体的马氏体含量和马氏体中的含碳量的影响。最佳的热处理工艺是在550℃进行亚临界处理。     

含钨量对淬回火290Cr26MoW耐磨铸铁组织和力学性能的影响

高碳量高铬钼钨耐磨铸铁是一类新的耐磨材料。通过金相显微镜和扫描电镜(SEM)组织观察、X射线衍射相结构分析、图像分析仪定量金相测试和力学性能检测,研究了含钨量对淬回火290Cr26MoW耐磨铸铁组织、结构、硬度和冲击韧性的影响。结果表明,在含W为0～2.79%时,随着含W量的增加,淬回火态290Cr26MoW耐磨白口铸铁的二次碳化物结构类型没有改变,二次碳化物为M23C6型结构,二次碳化物数量增加,淬回火态290Cr26MoW耐磨白口铸铁的硬度提高。高硬度高铬钼钨耐磨铸铁硬度61.3～63.2HRC,冲击韧度3～4J/cm2,综合力学性能较好。290Cr26MoW2.79铸铁的硬度超过63HRC,可用于冲刷磨损(磨蚀)等严酷磨损工况。     

热处理工艺对Cr15Ni2MnMoCuNbRE铸钢组织及性能的影响

采用扫描电镜、力学性能试验机和腐蚀磨损试验机研究了热处理工艺对Cr15Ni2MnMoCuNbRE铸钢组织、力学性能和耐腐蚀磨损性能的影响。结果表明,试验钢经860 ℃处理后的组织为奥氏体+晶界网状碳化物,热处理加热温度升高,试验钢的组织和性能均得到不同程度的改善。当加热温度从860 ℃升至1000 ℃后,试验钢组织中晶界碳化物减少,形态改善,碳化物由晶界网状转变为细棒状,力学性能和耐腐蚀磨损性能显著提高。与加热温度860 ℃处理的试验钢相比,加热温度为1000 ℃处理的试验钢,其硬度和冲击吸收能量分别提高了5.9%和49.8%,达到了57.5 HRC和35.5 J,耐腐蚀磨损性能提高了1.88倍。     

Development of boron white cast iron

Abstract

With boron substituting for carbon in cast iron composition and eutectic borides substituting for eutectic carbides in microstructure as the hard wear resistant phase, a new kind of wear resistant white cast iron has been developed. The microstructure and mechanical properties of this new white cast iron both in the as cast state and after appropriate heat treatments were studied. The results show that the as cast microstructure of the boron white cast iron comprises a dendritic matrix and interdendritic eutectics, and the eutectic compound is that of M₂B or M′_0˙9Cr_1˙1B_0˙9 type, where M represents Fe, Cr or Mn and M′ represents Fe or Mn. The morphology of the eutectic borides is much like that of carbide in high chromium white cast iron, but the hardness of boride is higher than that of carbide. The matrix in as cast microstructure comprises martensite and pearlite. After austenitising and quenching, the matrix mostly changes to lath type martensite and the eutectic borides remain unchanged. In addition, two different sizes of particles, with different forming processes during heat treatment, appear in the matrix. The boron white cast iron possesses higher hardness and toughness than conventional white cast iron and nickel hard white cast iron, and has a better balance between hardness and toughness than high chromium white cast iron.