变质处理对高强度灰铸铁钻削加工性能的影响

目前,通常采用加Mo高强度灰铸铁生产本体抗拉强度大于250MPa的大马力发动机缸体,由于Mo-Fe价格一直居高不下,使生产成本提高。因此开发低成本、高强度、易加工的灰铸铁具有重大意义。采用变质处理方法,生产满足大马力发动机缸体性能要求的不含Mo高强度灰铸铁,对比研究了含Mo与变质处理不含Mo高强度灰铸铁在钻削加工过程中的钻削抗力、扭矩、钻头磨损形貌、钻屑特征及两种灰铸铁的石墨形态、尺寸、分布和基体珠光体片间距对钻削加工性能的影响规律。结果表明,变质处理可以获得细小、弯曲、均匀分布的片状石墨,能够改善灰铸铁的钻削加工性能,同时提高抗拉强度。这为灰铸铁大马力发动机缸体毛坯国产化生产奠定了基础。     

不同孕育剂处理的高强度灰铸铁加工性能研究

为研究不同孕育剂对灰铸铁切削加工性能的影响,制备了高强度HT350材质的试样.对比研究了孕育剂75SiFe、SrSi、BaSi、SiSr(80％)+75FeSi(20％)处理的高强度灰铸铁的力学性能和切削加工性能.结果表明,SiSr(80％)+75FeSi(20％)复合孕育处理的灰铸铁较单一孕育处理的灰铸铁石墨细小弯曲,基体组织均匀性好,具有较高的硬度以及较小的切削抗力,但其断面敏感性较大.单一孕育剂中75SiFe孕育处理的灰铸铁具有较高的抗拉强度、较小的硬度以及较低的断面敏感性.灰铸铁中A型石墨越细小,基体组织越均匀,灰铸铁的加工性能越好,说明显微组织的均匀性对灰铸铁的加工性能具有较大影响.     

钼铌微合金化灰铸铁材料的研制及其性能研究

为了满足汽车日益严格的排放标准以及降低气缸套生产成本,研发了高锰(wMn=2.0%)和低锰(wMn=0.2%)两种钼铌微合金化珠光体灰铸铁,对比探讨了它们的微观组织、力学性能和切削加工性能。结果表明,低锰灰铸铁为A型石墨,珠光体片层间距较大(0.43μm),抗拉强度和布氏硬度分别达到404 MPa、HBW275;对比低锰灰铸铁,高锰灰铸铁的石墨形态更加细小致密,珠光体片层间距缩小58%(0.18μm),强度与硬度分别增长13%和25%(458 MPa、HBW345)。在相同切削条件下,对比贝氏体灰铸铁而言,低锰灰铸铁的切削抗力和切屑形貌与之相近,而高锰灰铸铁的切削抗力和切屑尺寸相对较大,材料加工性略差。从综合性能上考虑,成本更低的珠光体灰铸铁完全可以替代贝氏体灰铸铁成为气缸套首选材料。     

灰铸铁合金化及加工性能研究

对比了在相同的孕育剂75SiFe孕育下多元合金添加剂(RE、Cr、Mn、Si、Fe)和Cu分别合金化处理得到的灰铸铁力学性能和加工性能,以及多元合金添加剂合金化处理不同孕育剂孕育得到的灰铸铁力学性能和加工性能.结果表明:在75SiFe孕育的情况下,多元合金添加剂合金化处理的灰铸铁与Cu合金化处理的灰铸铁相比,抗拉强度降低了6.5％,主切削力降低了3.5％～7.7％(切削深度2～3 mm),加工性能略好.均用多元合金添加剂合金化处理时,使用不同孕育剂75SiFe、SrSi和BaSi孕育得到的灰铸铁件强度基本相同,而SrSi孕育处理的灰铸铁切削加工性能最好.     

灰铸铁不同合金化同等强度下的加工性能对比研究

制备了用多元合金添加剂(含RE、Cr、Mn、Si、Fe)合金化和Cu合金化的具有相同抗拉强度的2种灰铸铁,对比研究了2种灰铸铁的加工性能.结果表明,具有同强度的2种灰铸铁的布氏硬度和珠光体基体硬度基本相同,但多元合金添加剂合金化灰铸铁的断面敏感性较小,加工性能好,在切削深度分别为1.5、1.75、2.0mm的条件下,其主切削力比Cu合金化灰铸铁的分别降低了23.0％、55.0％和55.2％.     

不同孕育剂对微合金化灰铸铁组织与性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、拉伸试验、切削力测试等研究了SiBa-SiBa、RE-RE、SiBa-RE、SiBa-SiSr四种孕育剂对灰铸铁微观组织、力学性能以及切削加工性能的影响。结果表明:4组试样的组织主要为珠光体和A型石墨,其中RE-RE、SiBa-RE试样局部分别存有少量E型和D型石墨。对比单一孕育剂,复合孕育剂更能细化珠光体与石墨,其中SiBa-SiSr试样的石墨片最为细小弯曲,珠光体层片间距为0.166μm,抗拉强度与硬度分别为468 MPa和357 HBW;SiBa-SiBa试样的石墨片最为宽大平直,其珠光体层片间距为0.3μm,抗拉强度与硬度分别为423 MPa和275 HBW。在相同切削条件下,SiBa-SiSr试样的硬度涨幅最大,切削力变化量最小。从综合性能上考虑,SiBa-SiSr是灰铸铁的首选孕育剂。     

再制造热喷涂涂层切削加工研究现状

综述了涂层磨削加工中砂轮的选用、不同磨削工艺的特点、磨削加工存在的问题。对涂层车削加工中刀具的选用进行了论述,对涂层车削加工中切削参数的选择进行了总结,并给出了可供实际加工的参考数据。最后对涂层车削加工中残余应力分布和涂层结合强度进行了讨论。利用Abaqus对涂层车削加工进行仿真,得到了残余应力分布云图。借鉴垂直拉伸法,对回转体涂层结合强度进行了较为准确的测量。     

变质处理及挤压铸造对过共晶Al-Si-Cu-Mg合金组织与性能的影响

研究了Sr、Sr-P变质处理对过共晶Al-Si-Cu-Mg合金组织和性能的影响。测试合金的力学性能并观察显微组织,分析变质处理对合金组织和力学性能的影响。结果发现:对重力铸造合金进行变质处理时,Sr的加入使合金组织中的粗大片状共晶Si变为细小的纤维状,随着P的加入,粗大多角的块状初生Si变为细小的粒状,合金硬度、抗拉强度及伸长率明显提高;对挤压铸造合金进行变质处理时,Sr的加入使合金组织中的粗大片状共晶Si变为细小的纤维状,而随着P的加入原本挤压铸造时细小块状的初生Si反而长大,合金的抗拉强度及伸长率明显降低,主要是形成的Al-Sr-P影响了变质效果。对于挤压铸造,合金的最佳处理工艺为Sr变质,不加P。     

应用复合孕育剂提高缸体用灰铁铸件的切削性能

研究了几种单一孕育剂以及它们的复合孕育剂对缸体用灰铸铁力学性能、壁厚敏感性和加工性能的影响.实验结果表明:孕育处理的铸件中,选择40%稀土 60u硅铁复合孕育剂,灰铸件抗拉强度可稳定在250MPa左右,并且断面敏感性可降低到20HB,品质系数良好.20%稀土 80u硅铁复合孕育剂处理的缸体用灰铸铁件具有最小断面敏感性和刀具磨损量,有优良的切削加工性能.     

Nd对挤压铸造镁合金组织和力学性能的影响

镁合金经Ca合金化处理和稀土Nd变质处理后,在100MPa压力下挤压铸造成形,研究了Nd对Mg-8Al-1.0Ca合金组织和性能的影响。经XRD扫描及EDS能谱分析发现,通过挤压铸造,使得镁合金晶粒细化,有利于位错形成,析出相变得均匀细小,力学性能明显改善;当Nd添加量为0.4%时,镁抗拉强度达到230MPa,屈服强度为121MPa,伸长率为4.8%,合金性能达到最佳,较未变质时分别提高了28%、61%和78%。     

复合孕育处理在提高缸体用灰铸铁加工性能方面的应用

重点研究了几种单一孕育剂以及它们的复合作孕育剂对缸体用灰铸铁力学性能、壁厚敏感性和加工性能的影响。试验结果表明，在复合孕育处理的灰铸铁件中，选择40％稀土孕育剂＋60％75硅铁孕育剂复合孕育处理的灰铸铁件抗拉强度可稳定在295MPa左右。且硬度合适并具有良好的品质系数。用20％75硅铁孕育剂＋80％锶孕育剂复合孕育处理的缸体用灰铸铁件断面敏感性可降低到17HB。20％75硅铁孕育剂＋80％锶孕育剂复合孕育处理的缸体用灰铸铁件具有最小刀具磨损量、显微硬度差。并且发现灰铸铁件基体的显微硬度湖区的变化与灰铸铁件的刀具磨损量变化有较好的吻合性，这说明灰铸铁件的组织均匀性对灰铸铁件的加工性能产生很大影响。     

Mechanical and microstructural properties of low-carbon steel-plate-reinforced gray cast iron

In the present experimental study, strengthening of gray cast iron by reinforcing with steel plates was investigated in the as-cast and normalized conditions. Normalizing heat treatments were applied to the specimens at temperatures of 800 °C and 850 °C. Three-point bend specimens were manufactured from gray cast iron and also from gray cast iron with reinforced steel plates. Flexural strengths of the steel-plate-reinforced cast iron were calculated for four distinct volume fractions (V_r = 0.04, 0.08, 0.12, and 0.16). The current study shows that the steel-plate-reinforced gray cast iron has higher flexural strength and flexural modulus than the cast iron without reinforcement. The flexural strength considerably increases with slight increase in normalization temperature. Optical and scanning electron microscopy analyses were used to examine flake morphology and microstructures of gray cast iron and steel-plate-reinforced gray cast iron. It is noted that carbon diffuses from the gray cast iron to the steel plates. A transition region containing partially dissolved graphite and having high hardness was observed due to the carbon diffusion.     

合成铸铁生产缸体铸件的工艺技术

考虑到大量使用生铁使铁液收缩倾向增大且使铸件性能降低,以及为解决铸铁熔炼所需原材料生铁价格不断上涨等问题,在缸体类铸铁产品的生产中,采用合成铸铁,即废钢加增碳剂增碳的方式进行铸铁生产。此工艺采用增硫防止石墨长成粗大片状,适当的合金化和孕育处理,可以使铁液的收缩倾向得到明显改善。采用合成铸铁生产的缸体类产品力学性能和金相组织均优于传统熔炼工艺生产的铸铁产品。     

球墨铸铁件表面片状石墨层的应用

球墨铸铁具有较佳的高温强度,灰口铸中片状石墨对铝合人具有抗蚀性;利用片状石墨可防止铝液侵蚀金属基体的特性,设计制作表面为灰口铸件材质的热电偶保护,使控温热电偶不因熔液溶穿保护管而损坏。     

耐碱蚀铝铸铁的研究

针对国内氨碱生产系统工艺管道所使用的灰铸铁耐蚀性较差的问题进行了耐碱蚀铝铸铁的研究。对相同C、Si含量的铝铸铁和灰铸铁的耐碱蚀性进行了对比实验,结果表明铝的加入对铸铁的耐碱蚀性能有明显影响。     

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.     

Te和Nb对冷硬铸铁轧辊组织和性能的影响

研究了Te和铌铁的加入量对冷硬铸铁轧辊组织和性能的影响,结果表明:(1)在冷硬铸铁中加入微量的Te和铌铁,能够显著增加白口深度、提高显微组织硬度;(2)加铌铁对灰口组织的抗拉强度影响不明显,但是能够改善灰口组织的抗弯强度;(3)加Te会降低灰口组织的强度,所以Te的加入量越低越好。     

炉前包内冲废钢对灰铸铁组织和强度的影响

采用炉前包冲内冲废钢与孕育相结合的方法，研究了炉前包内冲废钢对灰铸铁组织和强度的影响。结果表明：冲废钢可以增加灰铸铁中初生奥氏体的数量，改变初生奥氏体枝晶的分布形态，强化灰铸铁孕育效果，有利于提高灰铸铁的强度。