控制高速钢轧辊结合层质量的生产实践

采用离心铸造的方法,生产工作层材质为高速钢、芯部为高强度球墨铸铁的高速钢轧辊。通过对离心机停转温度、填芯间隔时间、填芯铁水浇注温度、离心铸造过程等工艺参数进行控制,高速钢轧辊的结合层质量得到改善,检测结果表明结合层性能良好。     

热处理对高速钢球墨铸铁复合轧辊芯部性能的影响

对离心铸造高速钢球墨铸铁复合轧辊芯部球墨铸铁试样进行热处理,研究了在不同的淬火温度下轧辊芯部的球墨铸铁试样的力学性能及石墨、组织形态的变化情况。结果表明,在1000℃至1100℃之间淬火,球墨铸铁的性能可满足高速钢复合轧辊的要求,考虑到工作层高速钢的淬火效果,建议淬火温度在1050℃至1100℃之间,为离心铸造高速钢球墨铸铁复合轧辊的热处理提供了参考依据。     

高速钢离心复合轧辊结合层质量的研究

对离心复合铸造高速钢轧辊而言,结合层质量的好坏是衡量轧辊综合性能的重要指标之一。通过对高速钢轧辊结合层研究表明：在高速钢轧辊工作层与中间层之间存在一个通过液态扩散而形成的扩散层,中间层与芯部球墨铸铁之间为良好的冶金结合,扩散层组织由珠光体和大量较细小的碳化物组成,而且扩散层具有良好的强度性能。控制好扩散层是实现高速钢与球墨铸铁良好结合的关键。     

退火温度对离心铸造轧辊用高速钢材料组织和硬度的影响

采用四种不同的退火温度对离心铸造轧辊用高速钢材料进行退火热处理,并利用显微金相、SEM和硬度测试等方法对铸态和退火态离心铸造轧辊用高速钢材料进行检测分析.结果表明离心铸造轧辊用高速钢材料的退火温度为640℃时,组织接近平衡状态,为进一步的淬火热处理做好了准备,同时硬度大幅下降,改善了切削加工性能.     

Al/FeCrAl双金属复合材料的制备及试验研究

采用固-液双金属复合铸造法对Al/FeCrAl进行复合,并通过此方法成功制备了Al/FeCrAl双金属复合材料。采用光学显微镜、扫描电镜、热处理试验和显微硬度计对材料界面组织和相组成进行了分析。结果表明:Al/FeCrAl双金属复合材料界面以冶金结合方式进行结合;热处理温度在500℃及以上时,Al元素向表面或者过渡层急速扩散并在过渡层产生氧化反应形成大量的Al_2O_3;复合材料显微硬度从喷涂层到基体层逐渐递减。     

离心法制备复合材料环的组织和性能

通过离心铸造法制备了外加WC颗粒增强铁基复合材料环,研究了复合材料环表面工作层内WC颗粒分布、界面结构、基体组织和力学性能以及高速磨损性能。结果表明:采用离心铸造法制备的外加WC颗粒增强铁基复合材料环是由外部WCP/Fe-C工作层和芯部Fe-C合金层组成的复合结构,其复合材料工作层厚度约30 mm,复合材料层中WCP分布均匀,体积分数约80%,复合层硬度80～85 HRA,芯部基体组织为贝氏体、石墨和少量复合碳化物,芯部基体硬度为73～76 HRA,冲击韧性大于10J/cm2,复合材料磨损率远低于高速钢,与WC硬质合金相当。     

温度对CuNiMnFe/1Cr18Ni9Ti双金属复合材料结合区的影响

采用真空扩散连接法制备了CuNiMnFe/1Cr18Ni9Ti双金属复合材料,研究了连接温度对结合区的组织形貌、界面反应层宽度、界面区域显微硬度的影响。结果表明,在1 130℃下连接的双金属复合材料界面反应层的厚度最宽,反应层中均匀分布着大量细小的沉淀相;界面的显微硬度介于两种母材之间,整体呈现"Z"字型分布,界面附近没有生成对接头结合强度有害的脆性相,两种母材达到了良好的冶金结合。     

CuCr/1Cr18Ni9Ti双金属复合材料的真空扩散连接

采用真空扩散连接法制备了CuCr/1Cr18Ni9Ti双金属复合材料,研究了熔铸温度对结合区组织形貌、界面反应层宽度和界面区域显微硬度的影响。结果表明,在1090℃下连接的CuCr/1Cr18Ni9Ti复合材料界面析出相颗粒的尺寸和分布最均匀,反应层也最宽,界面反应层的显微硬度呈现"凸起"趋势。     

WC_P增强铁基复合材料在冷轧带肋轧辊上的应用

通过离心铸造法制备了WC颗粒增强铁基复合材料冷轧带肋轧辊,并研究了复合材料带肋轧辊工作层内WC颗粒分布、界面结构、基体组织和力学性能以及带肋轧辊使用效果。研究结果表明:离心铸造法制备的复合材料冷轧带肋轧辊的复合材料工作层厚度可达20~50 mm,复合材料层中WCP分布均匀,体积分数达到约70%~80%,复合材料工作层硬度HRA 60~63,耐磨性是高速钢的2倍以上。芯部基体组织为贝氏体、石墨和少量复合碳化物,芯部基体硬度为HRC 43~45,冲击韧度大于60 kJ/m2,复合材料辊环的使用寿命与同WC体积分数的硬质合金轧辊相当,价格降低50%左右。     

离心铸造双金属管复合界面的研究

对于用离心铸造成型的双金属复合管,结合层质量是衡量产品综合性能的主要指标之一。本文探讨了高铬铸铁与35钢在离心铸造工艺下其界面复合机理,根据理论计算得到最佳温度区间并以此为判据,通过对温度场的数值模拟,获得内外层浇铸温度、铸型预热温度、涂料层等工艺参数对复合界面结合效果的影响,确定了最佳工艺参数,为实际生产双金属复合管提供参考。     

高铬铸铁-碳钢双金属复合铸造界面形貌和性能

高铬铸铁-碳钢双金属复合铸造的界面组织特征对结合性能产生重要的影响。利用光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)和电子背散射衍射(EBSD)观察了双金属复合界面组织特征,利用洛氏硬度计、显微硬度和纳米显微力学探针测量了双金属复合界面的硬度。结果表明:高铬铸铁与碳钢实现了良好的冶金结合,复合界面上形成一层薄的马氏体组织。高铬铸铁与碳钢的硬度过渡区域小,硬度变化较剧烈。显微硬度的压痕在结合界面上无裂纹产生,证明界面结合良好。     

激光表面淬火对铬钼铸铁组织和硬度的影响

采用TH-3DC3000型激光加工系统对铬钼铸铁进行了激光表面淬火处理,研究了不同激光功率和扫描速度对铬钼铸铁显微组织、表面硬度及硬化层深度的影响。结果表明,经激光表面淬火后,铬钼铸铁的组织由硬化区、过渡区和基体3个区域组成,硬化区组织为隐晶马氏体、残留奥氏体和球状石墨,过渡区组织为隐晶马氏体、珠光体和球状石墨,基体组织为铁素体、珠光体和球状石墨。在激光表面淬火未对试件产生过热影响时,激光功率的增大和扫描速度的降低均会提升铬钼铸铁的表面硬度和硬化层深度。在5 mm×20 mm的矩形激光光斑下,确定最优的参数组合为激光功率2300 W、扫描速度0.003 m/s,采用该参数组合对铬钼铸铁进行激光淬火处理时,表面硬度为760 HV0.3,硬化层平均硬度为724 HV0.3,硬化层深度可达1.4 mm以上。     

合金铸铁聚焦光束表面强化技术

采用灯幅射聚焦光束做热源对合金铸铁进行表面熔凝处理,研究了熔凝处理层的组织和性能特点及光束工艺参数对组织和性能的影响。研究表明,采用聚焦光束熔凝正理２技术可在合金铸铁表面获得一个深度为毫米级、硬度为ｍ８５０的强化层,调节功率密芳和扫描速度可有效控制强化工和宽娄输入功率为５ｋＷ,扫描速度为３．５ｍ／ｈ时,一次熔凝正理２宽度可达１２ｍｍ。经光束熔凝处理后的合金铸铁组织有分层现象,采用较低的扫描速度时,     

含磷蠕墨铸铁闸瓦的研制

本文研制了一种新型材质的闸瓦—含磷蠕墨铸铁闸瓦。试验结果证明,一定量的磷加入蠕墨铸铁中,其硬度、抗拉强度均满足闸瓦的使用要求而耐磨性可达到中磷灰铸铁闸瓦的2倍以上。磷加入蠕墨铸铁中使得蠕墨铸铁的磷共晶数量增加而石墨数量减小,因此使得其强度降低,硬度升高,闸瓦的耐磨性提高。     

感应淬火对合金铸铁组织与油摩擦性能的影响

目的 优化感应淬火工艺，为提高合金铸铁表面硬度及耐磨性能提供理论依据。方法 通过热力学计算和同步热分析法测试分析了合金铸铁相变规律，并对该材料在6 kW和8 kW功率下进行了2~8 s高频表面淬火。采用扫描电镜(SEM)、洛氏硬度计、摩擦磨损试验机，研究了不同感应淬火工艺对合金铸铁显微组织、硬度和摩擦磨损性能的影响。结果 合金铸铁经感应淬火后，组织为珠光体+马氏体+石墨+磷共晶，随加热时间延长，马氏体含量增多，珠光体与磷共晶逐渐减少，直至6 kW/8 s、8 kW/6 s时消失，但是继续延长时间会产生裂纹。硬化区硬度随加热时间增长而提高，峰值为50HRC，二者的关系可用Logistic曲线描述。硬度升高会提升耐磨性，超过一定硬度后，摩擦系数在0.11波动。不同形式的裂纹可以造成磨痕宽度具有不同的变化规律。结论 感应淬火可有效提升合金铸铁的表面硬度及油摩擦性能。     

添加石墨量及粒度对铁基材料性能的影响

通过粉末烧结方法分别将100目、200目石墨与铸铁屑按照不同的质量比例（1％、2％、3％、4％）经混合、压块、烧结等程序得到铁基石墨复合材料，并测出不同成分试样的硬度、耐磨性。研究结果表明：随着石墨粒度的细化，铁基石墨复合材料的硬度提高，抗压强度降低，偶件的磨损增大；随石墨添加量增加，材料硬度和抗压强度降低、磨损量增大，材料磨擦系数降低，偶件的磨损量降低。     

耐热球墨可锻铸铁的热处理及其组织与硬度的试验研究

耐热球墨可锻铸铁含4％～5％Si和4％～5％Cr，其铸态硬度一般为40～45HRC，难以切削加工。试验研究表明，退火时，在880℃以下温度随炉冷却，铸铁的硬度可降低至31HRC左右，其组织为铁素体、珠光体、碳化物和石墨的混合物，从改善了切削加工性能。     

Effect of microstructure and mechanical properties on cutting force of different cast irons with similar tensile strength

Flake graphite iron,compacted graphite iron and spheroidal graphite iron with various tensile strengths were cast. They were selected and grouped according to roughly the same tensile strength,and then the main cutting force in each group was measured and compared. The microstructures of different cast irons were characterized. The relationship between the cutting force and microstructure was established. Results show that the graphite morphology in cast irons determines the strength. In order to obtain the same strength of the cast iron with sharply edged graphite,more or finer pearlite in the matrix is needed. Graphitic cast irons with high pearlite content and smaller pearlite interlamellar spacing have higher hardness. For the cast irons with different graphite morphologies,but almost the same tensile strength,the main cutting force is obviously different,along with the hardness. Harder cast irons have a greater cutting force,but the difference in cutting force is not proportional to hardness.     

Effect of alloying elements W,Ti, Sn on microstructure and mechanical properties of gray iron 220

Experiments were carried out to observe the variation in microstructure and mechanical properties of gray cast iron by adding pearlite promoting alloying elements such as Ti, Sn and W. Results show that adding Sn, Ti, and W with different concentrations improve the microstructure, Brinell hardness and tensile strength of gray cast iron. With the increase of alloying element concentration, the average graphite length and graphite content increase linearly. At the same time, average cell size and the maximum graphite length also decrease linearly. Brinell hardness and tensile strength of gray cast iron also increase with an increase in alloying elements contents, and attain the maximum when Ti = 0.561%, Sn = 0.561% and W = 0.945%. However, at higher concentrations of Ti = 0.810%, Sn = 0.631% and W = 1.351%, the tensile strength decreases from 333 MPa to 297 MPa and the Brinell hardness decreases from 248 HB to 225 HB. The decrease in tensile strength and Brinell hardness at the higher concentration level is attributed to the formation of coarse and thick graphite flakes.     

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.