叶导轮用低镍奥氏体铸铁组织和性能的研究

研究了低镍奥氏体铸铁的显微组织及其耐腐蚀、耐磨性.结果表明:低镍奥氏体组织主要由奥氏体、石墨和少量碳化物组成.低镍奥氏体铸铁的抗拉强度和布氏硬度均高于高镍铸铁,同时,低镍奥氏体铸铁的耐腐蚀和耐磨损性也相当或接近于高镍铸铁.     

不同热处理对QTNi35Si5Cr2力学性能的影响

QTNi35Si5Cr2的基体组织是奥氏体+石墨+铬的复合碳化物,本文通过高温下缓慢冷却和快速冷却得到了不同的常温力学性能。通过对比分析确定了最佳QTNi35Si5Cr2的热处理工艺,并把这一结果编入《高镍奥氏体铸铁件》国家标准。     

高镍球铁同质电焊条焊缝组织形成规律

针对铸铁在焊接过程中焊缝易产生白口、裂纹和淬硬组织等技术难题.采用自制高镍球铁同质电焊条,探索了高镍球铁同质焊缝组织形成规律及其与接头力学性能的相关性.结果表明,焊缝组织由分枝细小的柱状奥氏体枝晶+球状石墨+少量晶间碳化物组成.焊接电流的增大使焊缝中柱状晶变得粗壮,石墨球化率升高,晶间碳化物数量增多.当焊接电流一定时,随着预热温度的增大,石墨形态变差,碳化物数量增多,接头抗拉强度减小而硬度增大.采用大电流不预热焊接工艺可以获得综合性能优良的铸铁同质焊缝.     

汽车排气歧管用球墨铸铁的显微组织和抗腐蚀性研究

通过LOM、XRD、SEM和EDS等手段对所开发的汽车排气歧管材料进行组织分析,说明了高硅钼球墨铸铁的组织是由铁素体、球状石墨和钼的碳化物构成;而高镍球墨铸铁的组织主要由奥氏体、金属间化合物FeNi3和富锰、铬的碳化物构成。并利用电化学综合测试系统进行腐蚀电位和腐蚀电流测试。结果表明:高硅钼球墨铸铁的极化曲线中存在明显的钝化区,但高镍球墨铸铁的腐蚀电位更倾向于正电位,其耐蚀性优于高硅钼球墨铸铁。     

RM耐热铸铁的热分析研究

采用拜耳法赤泥碳热还原所得到的铁合金,添加不同含量金属镍,经球化和蠕化处理熔炼制备了RM合金铸铁。利用综合热分析方法,研究了RM系列铸铁的热行为,并与高镍奥氏体球铁QTANi35Si5Cr2与硅钼蠕铁RuTRSi4Mo1进行对比。结果表明:RM铸铁的耐热性能随镍元素的增加而增加,含镍量超过22%以后,耐热性几乎不再增加。三种合金均存在一个理论转变点,在此点以后,氧化增重突然增大。RM-22、QTANi35Si5Cr2和RuTRSi4Mo1的转变点温度分别为1016、1160、1116℃。RM铸铁的力学性能高于QTANi35Si5Cr2和RuTRSi4Mo1的,是一种性价比较高的汽车排气管材料。     

含铬高硅铸铁的组织与性能的研究

试验了Ｃｒ对高硅铸铁组织与性能的影响，结果表明，添加适量的Ｃｒ，可减少石墨析出，且呈细小的共晶状，并在晶界上析出铬碳化物，同时改善了铸铁的抗电化学腐蚀和抗点蚀能力，机械性能也有明显改善。     

奥氏体镍铸铁在高温浓苛性碱中耐腐蚀性能的研究

三十年代国外已有了奥氏体镍铸铁。这种材料具有许多特殊性能,且铸造性能良好,在工业上特别是有特殊性能要求的领域有着广泛的应用范围,因而近年又有较大发展。国内对耐碱材料研究较少,许多场合都用不锈耐酸钢代替,使用效果不佳。为扩大耐碱材料选材范围,本文研究了奥氏体镍铸铁的耐碱腐蚀性能;考察了合金元素镍、铜、锰以及石墨形态对铸铁耐腐蚀性能的影响,并用电化学方法讨论了耐腐蚀机制。     

钠冷快堆控制棒驱动机构用GH1059合金动导管的试制

采用真空感应+保护气氛电渣重熔冶炼出GH1059合金,经过锻造+热挤压+两个道次冷轧工艺成功研制出外径186 mm/内径104 mm的动导管。检测结果表明:GH1059合金动导管表面质量及尺寸精度优良,基体为全奥氏体组织,平均晶粒尺寸约为78.23 μm,晶内有近似圆形的含Cr、Fe、Ni、Mo的碳化物,晶内及晶界还有呈片层状的富Cr、Mo的碳化物;动导管的拉伸性能、硬度、冲击韧性、耐铜-硫酸铜-16%硫酸及硝酸的腐蚀性能优良。国产化GH1059合金动导管的各项指标均满足其使用要求。     

Haynes 230镍基合金无缝管的组织及性能

采用VIM+ESR+热挤压工艺制造出Haynes 230镍基合金荒管,经过两道次冷轧+固溶热处理开发出规格为Ф89 mm×12 mm的无缝管,并对其组织及性能进行了分析。结果表明:Haynes 230合金无缝管中存在较多沿纵向弥散均匀分布的细小白色析出相,主要为富W的碳化物,呈近似圆形或椭圆形均匀分布,少量呈带尖角的圆形,最大尺寸可达10μm,面积含量约为2%,此外还有少量灰色相,为富Cr的碳化物。无缝管基体为奥氏体等轴晶,且存在较多孪晶,纵向平均晶粒尺寸约为33. 35μm,晶粒度6. 5级;无缝管具有良好的拉伸性能、冲击韧性和耐晶间腐蚀性能。开发出的Haynes 230合金无缝管的化学成分、显微组织、力学性能及耐腐蚀性能满足其使用要求。     

伞帽用高铬铸铁在热强碱腐蚀环境下的磨损分析

针对氧化铝行业中常用的Cr28和Cr20高铬铸铁伞帽在相同工况条件下的磨损机理进行分析,并对比研究了实际生产中两种失效材料的成分、组织及性能。结果表明,伞帽部件在高温强碱腐蚀条件下受到外界冲刷时,磨损量由微切削磨损与变形磨损这两种机制共同决定。含铬量较高的Cr28高铬铸铁,其冲刷和抗腐蚀磨损性能均优于Cr20高铬铸铁。伞帽服役寿命主要受浆料和表层的铸铁材料两大因素影响。两种试验材料经淬火+回火处理后,基体组织中主要为回火马氏体+M₇C₃型碳化物+少量残留奥氏体,其中含铬量较高的Cr28高铬铸铁中共晶碳化物含量更高,且分布更加弥散,其平均硬度值为64.0 HRC,高于Cr20高铬铸铁的60.2 HRC。最终确定Cr28高铬铸铁作为伞帽材质更能满足氧化铝生产及设备检修周期的需要。     

水平连铸高镍铸铁棒材的微观组织与性能

采用水平连铸工艺制备了直径为54mm的高镍铸铁棒材,研究了棒材截面不同位置的微观组织形成机制和力学性能。结果表明,从棒材边缘向内3/5半径处范围内的组织(棒材外部)为D型石墨区,奥氏体晶粒呈树枝状,晶粒细小,一次枝晶发达,二次枝晶短小。棒材的3/5半径处到棒材轴心范围内的组织(棒材心部)为D型石墨+少量的E型石墨混合区,奥氏体晶粒呈树枝状,晶粒粗大,部分晶粒的二次枝晶较为发达。棒材中含有1.0%~1.3%的合金碳化物。高镍铸铁棒材的抗拉强度为247~273 MPa,硬度(HB)为142~152。     

超高铬铸铁的显微组织和腐蚀磨损性能

采用扫描电镜、X射线衍射仪和腐蚀磨损试验机,对超高铬铸铁(铬含量约33%)的显微组织和腐蚀磨损性能进行研究。结果表明,超高铬铸铁中的碳化物类型为M7C3和M23C6,基体为马氏体和残余奥氏体。在磷酸介质条件下,超高铬铸铁的耐腐蚀磨损性明显优于普通Cr26高铬铸铁,其相对耐磨性为Cr26铸铁的1.8倍。     

高镍球铁同质电焊条的焊接工艺性能

铸铁焊接效果在很大程度上取决于铸铁焊接材料,本文设计制造了新型高镍球铁同质电焊条。研究高镍球铁电焊条在冷焊条件下的焊接工艺性能和接头组织与性能。综合评价结果表明,高镍球铁同质电焊条焊接工艺性能良好,焊缝金属具有典型的铸铁结构,微观组织由奥氏体和球状石墨及晶间碳化物组成,熔合区宽度较窄,未产生莱氏体组织,接头抗拉强度为399 MPa,硬度在189～226 HB,加工性能优良,色泽与母材一致。新型焊材兼具镍基焊材和铸铁同质焊材双重优点,在铸铁焊接及焊补领域具有良好的工程应用前景。     

热处理对含钨高铬铸铁组织及性能的影响

采用金相显微镜、扫描电镜观察微观组织,x射线衍射仪分析相组成,并测定洛氏硬度、冲击韧性及耐磨性,研究了热处理对含钨高铬铸铁组织及性能的影响.结果表明,钨在高铬铸铁基体和碳化物中均匀分布,热处理对钨的分布影响不大,钨能显著提高高铬铸铁的性能.含钨高铬铸铁合理热处理工艺是1050℃奥氏体化淬火,250～350℃回火,在该热处理条件下的组织为马氏体 碳化物 少量残留奥氏体,铬的碳化物类型为Cr7C3、Cr23C6,钨的碳化物有WC1-x、W6C2.54W3C,硬度为62～63 HRC,冲击韧度为7～8 J/cm2,耐磨性比不含钨高铬铸铁显著提高.     

敏化处理温度对高氮奥氏体不锈钢显微组织和腐蚀性能的影响

利用OM、SEM及Cu-H_2SO_4-CuSO_4腐蚀试验方法、双环电化学动电位活化法和电化学阻抗谱,研究了不同敏化温度对高氮奥氏体不锈钢显微组织特征和晶间腐蚀的影响。结果表明:敏化处理后试样的显微组织为奥氏体,晶界上有析出物;不同敏化温度奥氏体不锈钢的腐蚀敏感性不同,经过相同条件的固溶处理,800℃敏化处理6 h的试样耐腐蚀性能较差,此高氮奥氏体不锈钢晶间腐蚀敏感温度约为800℃。     

二次回火对高铬铸铁组织的影响

研究了450℃二次回火对高铬铸铁组织性能的影响。结果表明:二次回火将一次250℃去应力回火高铬铸铁组织中的残留奥氏体含量从13wt%降低到3wt%,在基体中弥散析出了尺寸小于1μm、近似于矩形的弥散、均匀分布的二次碳化物(Cr,Fe,Mo)_7C_3,这使得高铬铸铁衬板具有高的硬度、冲击韧度和使用寿命,分别为61.4 HRC、8.2 J/cm~2和8个月。     

含铬高硅铁基合金组织和性能的研究

用中频感应电炉熔炼获得不同Cr含量高Si铁基合金试样。借助光学显微镜、扫描电镜和力学性能检测设备及腐蚀性能检测仪器等手段，分析和研究了含Cr高Si铁基合金的组织、力学性能和耐腐蚀性能。结果表明：含Cr高Si铁基合金的共晶石墨数量少，分散度高，组织细小；当Cr含量〉5．2％时，大量的富Cr相在晶界处析出；当Cr加入量为4．5％～6．5％时，其力学性能和耐硝酸腐蚀性能最好，冲击韧性达1．66J／cm^2，腐蚀速率仅为6．3119g／h·m^2；含Cr高Si铁基合金在H2SO4中的腐蚀速率随着Cr含量增加而增加。     

低铝低镍中锰奥氏体铸铁及生产工艺

通过选择低铝低镍中锰成分和采用硅铁-铝复合瞬时孕育工艺生产了奥氏体铸铁,其组织由A型石墨、奥氏体基体及数量小于15%、均匀分布的粒状碳化物组成.奥氏体铸铁的抗弯强度为383～393MPa,无磁性,高温下奥氏体不分解,可用于工作温度低于500℃的电气设备零件以及发动机活塞镶环和缸套.     

含V多元合金白口铸铁的试验研究与应用

加V可以细化高铬铸铁的奥氏体晶粒,形成M7C3型碳化物和硬度很高、以V为主的MC型碳化物.由于V促进碳化物析出,有可能在亚临界条件下获得马氏体组织,减少残余奥氏体量,因而可以使铸件不经高温热处理获得高耐磨性.用含V白口铸铁(质量分数为C 3.0%,Si 1.1%,Mn 1.1%,Cr 10.2%,V 8.9%,Mo 0.4%,Ni 0.5%,Cu 1.0%)浇注LPC-Ⅲ型破碎机锤头,经560℃、3 h亚临界热处理后进行使用试验,结果表明,其寿命为高Cr铸铁锤头的3倍.     

孕育与变质处理对高Ni-Cr铸铁的影响

研究了75SiFe孕育和REMg变质对金属型铸造高Ni-Cr铸铁铸态和回火态的组织与硬度的影响。结果表明,75SiFe孕育处理使石墨析出数量增多,增加了奥氏体+石墨的共晶体数量,石墨片长度增加,而板条状碳化物数量减少。REMg变质促进点球状石墨析出,石墨析出数量减少,碳化物转变为断网分布,即呈岛状和骨骼状,高冷却速度弱化REMg的变质作用。75SiFe孕育回火处理促进奥氏体分解,回火后残余奥氏体较多。75SiFe孕育降低高Ni-Cr铸铁的铸态和回火态硬度,而REMg变质可略提高高Ni-Cr铸铁的铸态和回火态硬度。