熔铸-原位合成TiC/7075Al复合材料的微观组织和凝固机制

采用熔铸-原位合成法制备了TiC/7075Al复合材料并对其微观组织和凝固机制进行了研究。原位合成复合材料中的TiC颗粒以近球形为主,平均尺寸小于700 nm。随着TiC颗粒含量的增加,复合材料的晶粒尺寸明显减小,当TiC颗粒含量为8wt%时,基体晶粒尺寸可以减小至10μm左右。熔体反应过程中,随着TiC增强相颗粒含量的增加,凝固前沿的流体的粘度增加,降低了TiC颗粒的临界裹入速度,同样在反应时降低温度将增加熔体的粘度,有利于TiC颗粒的裹入。     

原位TiC颗粒对7075铝合金组织和磨损特性的影响

采用原位反应近液相线铸造法制备具有不同原位TiC颗粒含量的TIC/7075铝合金复合材料,在不同干摩擦条件下测试了复合材料磨损特性,研究TiC原位颗粒对材料的组织及磨损性能的影响.结果表明,原位TiC颗粒对7075基体铝合金的铸态组织具有细化和球化作用,随着TiC颗粒含量的增加,复合材料的铸态组织由蔷薇状组织逐渐转变为等轴晶组织.在转速和压力相同的条件下,复合材料的磨损量随TiC颗粒含量的增加而降低,增强相TiC的加入显著提高了材料的磨损性能.     

原位TiC颗粒增强铸造钢基复合材料制备工艺

利用钢液自身的高温直接引燃压入其中的Ti-C-Fe预制块，原位合成TiC增强颗粒，然后，对含有TiC颗粒的钢液进行铸造形成，即可获得TiC颗粒增强钢基复合材料。着重研究了钢液温度、合成的TiC颗粒含量以及钢液保温时间对复合材料组织的影响。在此基础上，优化了复合材料的制备工艺参数，并制备出了具有较理想组织的复合材料。     

半固态TiC／7075Al基复合材料的制备

采用原位反应液相线铸造技术制备了TiC颗粒增强7075A1基复合材料.通过光学显微镜观察其显微组织,分析工艺参数对TiC颗粒合成过程的影响.结果表明,C和Ti的摩尔比为1.25,Al熔体温度达到950℃,浇注温度为650℃时,制备的复合材料未生成Al<3Ti相,并能够获得较理想的等轴晶组织.     

熔炼温度对TiC/ZA70复合材料显微组织和力学性能的影响

采用原位合成法将Al-Ti-C粉末预制块加入到ZA70熔体中,成功制备了TiC颗粒增强ZA70铝基复合材料,研究表明：在900 ℃熔炼温度下,复合材料中有长条状中间相Al3Ti相存在,而在1 300 ℃熔炼温度下,复合材料中只有TiC颗粒形成;TiC颗粒的加入提高了复合材料的室温和高温强度,但伸长率略有下降,但Al3Ti相存在会削弱TiC颗粒的强化效果.     

淬火工艺对原位TiCp/Fe复合材料组织和性能的影响

研究了淬火工艺对原位TiCp/Fe复合材料组织和性能的影响,结果表明:原位自生TiCp/Fe材料经淬火处理后,不仅主要基体组织由片状珠光体转变为针状马氏体,而且析出细小的TiC颗粒;从而使得原位自生TiCp/Fe材料硬度大幅度提高,冲击韧性略有下降。     

稀土对原位TiCp/Fe复合材料微观结构的影响

研究了稀土元素加入后原位TiCp/Fe复合材料微观结构的变化，结果表明：稀土元素在Fe-Ti-C熔体中可形成细小的稀土复合化合物粒子，能促进TiC增强体的非均匀形核，并使组织中原位TiC颗粒的尺寸增加，数量减少，与此同时，添加稀土元素有效地改善了组织中Fe2Ti相的分布，晶界上已无明显的Fe2Ti相存在，有利于材料性能的改善。     

铝基复合材料原位合成过程的熔体表观粘度特征

选用Al-Zr(CO3)2反应组元,通过熔体直接反应法原位合成了(Al3 Zr Al2O3)p/Al颗粒增强铝基复合材料,增强颗粒粒度为0.5～3.0μm.采用旋转柱体法测试了合成过程中复合材料熔体的表观粘度.结果表明,颗粒体积分数为5%时,熔体表观牯度-时间曲线呈抛物线形状,25 min后粘度稳定在0.75 Pa·s,较纯铝的0.24 Pa·s增加了两倍多,原因是悬浮于铝液中的增强颗粒属于微米级,凝固组织中颗粒分布弥散均匀;颗粒体积分数为15%时,熔体表观粘度随时间增加逐渐上升,凝固组织中出现颗粒团聚现象.因此在原位合成复合材料工艺中,要综合考虑反应物加入量与收得率之间的关系,以及熔体表观粘度与凝固组织的关系.     

原位TiC弥散强化420不锈钢的显微组织与耐磨性研究

采用原位铸造法和电渣重熔工艺制备了TiC颗粒弥散强化420不锈钢材料,并用环-块摩擦磨损试验机研究了油润滑下弥散强化钢的滑动摩擦磨损性能.结果表明:原位TiC颗粒均匀弥散分布在基体中,颗粒尺寸为1～5 μm,呈四边形或多边形,与基体结合良好且无团聚现象.在420不锈钢中原位合成TiC颗粒后室温强度明显提高,但420不锈钢的塑性和冲击韧性下降;与420基体磨损试验对比可见,TiC弥散强化420不锈钢具有良好的耐磨性.     

Cu-Ti-C反应复合-扩散连接Cf/SiC复合材料和TC4钛合金接头的组织结构

用Cu粉、Ti粉、石墨粉组成的混合粉末连接Cf/SiC陶瓷基复合材料和TC4钛合金,采用X射线衍射、扫描电镜和能谱仪对接头组织结构进行分析.结果表明:在Cu-(15～30)Ti(ω,%)粉末中加入适量石墨粉作钎料,经900～950℃、5～30 min真空钎焊,获得了完整的原位合成TiC增强的复合接头.通过在连接层中原位合成一定体积分数TiC可以明显降低接头热应力.钎料石墨颗粒中的C元素和液相连接层中Ti元素发生相互扩散,形成了残余石墨颗粒周围的TiC反应层和分布在连接层中的TiC颗粒.反应速率主要受C元素由石墨颗粒向液相连接层的扩散速率所控制.     

发动机铸铁件新材料工艺探讨

随着国Ⅲ、国Ⅳ和国Ⅴ柴油机的研发,这些新型发动机都对其关键铸件如缸体、缸盖等的铸件材质提出了更高的要求。目前普遍采用的HT250牌号已经远远满足不了其材质可靠性要求。发动机铸件材质国内外在80年代走过了从HT200到普遍使用HT250的时代,已经进入了从HT250向高性能铸铁发展的时代。作为高性能铸铁。一个是以HT280为代表的高性能灰铸铁,另一个就是蠕墨铸铁。     

浅谈近年来铸铁件的发展

介绍了近年来我国铸铁件的产量和新制订、修订的铸铁件国标:(1)灰铸铁的发展在产量增速上虽有所放缓,但质量上却有很大提高,体现在:新国标中牌号的细化,掌握了HT300和HT350的生产技术,专用灰铸铁的开发。(2)球墨铸铁不仅在产量上快速发展,而且更有质的飞跃,概括为:发展速度令人惊异,从无到有,从少量生产到占世界球铁产量的49.5%;球铁应用领域不断扩大;开发出各种球化处理方法;系列化生产了球化剂和孕育剂。重点介绍了Si固溶强化铁素体球铁、高强度高伸长率球铁、低温铁素体球铁、珠光体基体球铁、ADI、奥氏体球铁、高强韧TWIP铸铁,并指出了生产高端球铁件的关键点——优化石墨、净化晶界、强化基体。(3)蠕铁的进步体现在:新的国标替代了旧的部标,蠕铁缸体缸盖的生产渐入佳境,蠕铁制动盘的扩大应用正在稳妥推进。     

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.     

碲对灰铸铁性能的影响

碲涂料常被用于解决缸体和缸盖铸件的渗漏问题，但研究发现，碲对铸铁的石墨形态和基体组织有影响，因而会影响铸铁的力学性能。当碲的加入量较少时，会阻碍石墨的生长，使石墨变细、变短，发生弯曲，引起不规则的团块状石墨出现．石墨数量增多，导致铁素体量增多。当碲的加入量相对较多时，碲会与MnS形成共生物富集在共晶团前沿，使铁液产生成分过冷，使其按介稳定系进行凝固，导致铸铁形成白口组织。因此，生产过程中应严格控制碲涂料的质量。     

TiC／2618复合材料熔铸工艺的研究

采用普通机械搅拌熔铸法和逆向熔铸法（先熔中间合金后加基体材料）对原位反应合成法（XD法）制备TiC/2618复合材料的熔铸工艺进行了研究。对熔铸后的铸态组织进行了X射线衍射、扫描电镜和光镜金相分析,结果表明：逆向 熔铸法可增加中间合金的溶解度,有效减少熔铸过程中TiC粒子的损失,得到较为理想的复合材料;TiC粒子的加入可以明显细化树枝晶组织,并使其铸态组织球化。     

Different thermal fatigue behaviors between gray cast iron and vermicular graphite cast iron

The initiation and propagation of thermal fatigue cracks in gray cast iron and vemicular graphite cast iron were investigated by Uddeholm method to reveal the complex thermal fatigue behaviors of cast iron. Differences of thermal fatigue behaviors of gray cast iron and vemicular graphite cast iron were observed and analyzed. It is found that the observed differences are related to the combination of graphite morphology and the oxidization of matrix. More oxidized matrix is observed in gray cast iron due to its large specific surface area. The brittle oxidized matrix facilitates the propagation of microcracks along the oxidization layer. By contrast, the radial microcracks are formed in vermicular graphite at the edge of graphite due to fewer oxidization layers. It indicates that the thermal fatigue resistance of gray cast iron is dominated by graphite content and morphology while that of vermicular graphite cast iron strongly relates to the strength of the matrix.

     

Effect of hot plastic deformation on microstructural changes in cast iron with globular graphite

The effect of hot plastic deformation on the transformation of the primary (cast) microstructure of ductile cast iron with globular graphite (ductile cast iron) has been investigated. The results of metallographic (with the use of light and scanning electron microscopes) and electron microprobe analyses of experimental cast iron samples in the cast and deformed states have been discussed. It has been shown that an increase in the degree of plastic deformation from 20 to 80% brings significant microstructural changes in both the pearlitic-ferritic matrix and graphite inclusions of cast iron.     

Isothermal and thermal cycling oxidation of hot-dip aluminide coating on flake/spheroidal graphite cast iron

Two types of cast iron, flake graphite and spheroidal graphite cast iron, with ferrite matrix and similar composition, were aluminized by hot-dipping. As-coated aluminide layer consists of the outer Al topcoat, inner Fe–Al intermetallic layer and dispersed graphite. Isothermal and thermal cycling oxidation tests of aluminized specimens have been conducted. Cast irons with aluminide coating exhibit higher oxidation resistance than without the coating. However, different graphite structure results in diverse quality of aluminide coatings. Aluminide coating on flake graphite cast iron exhibits less oxidation resistance and adhesion to the substrate.     

铸铁中石墨及石墨—基体界面近区力学行为

在SEM下原位观察铁素体基铸铁在拉伸时的形变和石墨-基体(G—M)界面断裂微观过程,结果表明,铸铁中石墨不应视为孔隙;石墨未造成缺口应力集中对石墨对铸铁强度的影响作出新的解释     

Influence of composition on friction-wear behavior of composite materi-als reinforced by brass fibers

In the study, for the composite materials reinforced by brass fibers, the influence of dominant ingredients, such as organic adhesion agent, cast iron debris, brass fiber, and graphite powder, on the friction-wear characteristics was investi-gated. The friction-wear experiment was carried out on the block-on-ring tribometer MM200. The worn surfaces of the fric-tion pair consisting of the composite materials and grey cast iron HT200 under dry sliding friction were examined using scanning electron microscope (SEM), energy dispersive analysis (EDX) and differential thermal analysis-thermogravimetric analysis (DTA-TAG). The experimental results showed that the friction coefficient and the wear loss of the composite ma-terial increase obviously with the increase of cast iron debris content, but decrease obviously with the increase of graphite powder content, and increase a little when the mass fraction of brass fiber was over 19%, and the orientation of brass fiber has obvious influence on friction-wear prop