碳化钨颗粒增强铁基表面复合材料离心复合工艺

为了提高回转体零件的耐磨性能,延长其使用寿命,采用离心铸造复合工艺,以碳化钨为增强颗粒,HT200为基体,成功制备了外径为200mm,轴向长度为150mm的碳化钨颗粒增强铁基回转体复合材料。采用光学显微镜、扫描电子显微镜等分析方法对复合层颗粒与基体界面进行分析。结果表明,复合材料中复合层在轴向以及径向上均匀分布。颗粒与基材结合良好,无团聚现象。颗粒因为粒径大小的不同而发生溶解,并与基体形成冶金结合。     

渣浆泵过流件用增强表面复合材料的基材选择

分别用低铬铸铁、铸造碳钢、灰口铸铁作为基材，采用负压铸渗工艺制造了WC陶瓷颗粒增强表面复合材料渣浆泵泵壳，研究分析其宏观结构和显微组织，优化选择适用于渣浆泵过流件的WC颗粒增强表面复合材料的基材。结果表明：灰口铸铁作为表面复合材料的基材比低铬铸铁和铸造碳钢更适合制造具有复杂、异形曲面的渣浆泵过流件，过流件复合层厚度3～5mm。复合层与基材层、增强颗粒与基体均形成冶金结合。     

Impact wear behaviors of Hadfield manganese steel

Impact wear behaviors of Hadfield manganese steel at different impact angles were investigated. The results of impact wear tests show that there exists a critical impact load for Hadfield steel. The wear rate suddenly turns down after some impact cycles when the impact load is greater than the critical load. The critical impact load is smaller than 8.2 J in this research because the nano-sized austenitic grains embedded in amorphous delay the crack propagation in subsurface. From high resolution transmission electron microscope (HRTEM) examination of subsurface microstructure, it is found that a large amount of nano-sized grains embedded in bulk amorphous matrix are fully developed and no martensitic transformation occurs during the impact wear process. The analytical results of worn surface morphology and debris indicate that the initiation of crack, propagation and spalling are restricted in the amorphous phase, resulting in the size distribution of debris in nano-sizes, which is the reason why the wear rate of Hadfield steel is greatly decreased at high impact load.     

电脉冲脉宽对高硼中碳合金钢凝固组织的影响

 为改变高硼中碳合金钢中硬质相的形态和分布,在高硼中碳合金钢凝固过程中施加电压1600V、频率30Hz、脉宽不同的电脉冲,并研究了电脉冲脉宽对其凝固组织的影响规律。结果表明,经过电脉冲处理,高硼中碳合金钢凝固组织中马氏体片层间距变小,基体中W、Cr、Mo、V等合金元素含量升高,基体硬度提高;硬质相体积分数降低,片层状硬质相消失,网状硬质相产生断网现象,硬质相形态和分布也变得均匀。随着电脉冲脉宽的增加,断网现象先变得明显,后又减弱。在该试验条件下,脉宽为30μs时,断网现象最明显,硬质相的分布和形状也最均匀。     

电脉冲处理对亚共晶铁碳合金珠光体组织的影响

研究了电脉冲（ECP）处理对亚共晶铁碳合金珠光体组织的影响。结果表明,亚共晶铁碳合金经ECP处理后,促进了石墨的生成,增加了铁素体的形核率,最终导致组织中铁素体相对含量增加,珠光体相对含量相应降低;ECP处理同样增加了共析转变的有效驱动力,且随着输出电压的升高,珠光体内的渗碳体层片逐渐变短、变薄,珠光体的显微硬度逐渐增加。     

淬火工艺对中碳高硼铁合金显微组织和力学性能的影响

设计一种新型中碳高硼铁合金,研究了淬火工艺对其淬火前后的显微组织和性能的影响。结果表明:中碳高硼铁合金铸态组织由珠光体、硼碳化合物以及马氏体组成,硼碳化合物以M₂₃（B,C）₆为主,并含有少量M（B,C）,M₃（B,C）和M₂（B,C）,体积分数为31.3%。在950℃、1000℃、1050℃和11 00℃淬火,其基体组织转变成马氏体,并含有少量残余奥氏体,体积分数分别为3.5%、4.0%、4.6%和5.4%。在950-1100℃淬火,硼碳化合物的类型不变,局部溶解,出现断网现象,在不同温度淬火后硼碳化合物的体积分数分别为30 6%、29.1%、27.3%和26.4%;随着淬火温度的提高,基体中合金元素的固溶量增加,硼碳化合物逐渐减少,从而减轻了对基体的割裂作用。淬火后,中碳高硼铁合金的硬度和冲击韧性显著提高,在950—1100℃淬火后,冲击韧性提高,硬度呈现先增加后减小的趋势。     

球墨铸铁热分析的理论研究

在介绍球墨铸铁热分析应用发展历程的基础上,着重总结了热分析凝固过程理论研究的最新进展,对球墨铸铁热分析的发展方向提出了建议.     

冷却速度对离心铸造高硼高速钢辊环组织的影响

采用空冷和水冷不同铸型方式,研究冷却速度对离心铸造高硼高速钢辊环组织的影响,制备出辊环.结果表明:铸态高硼高速钢辊环组织由树枝状基体和硼碳化物组成.快速冷却下,基体组织全部转化为马氏体;硼碳化物的类型没有发生变化,由M2(B,C)、M3(B,C)以及M23(B,C)6组成.随着冷却速率的增加,基体晶粒尺寸减小,硼碳化物数量减少,鱼骨状硼碳化物向筛网状转变,局部出现缩颈和孤立现象.冷却速度的增加影响了合金元素在基体和硬质相中的分布,硬质相的显微硬度不变,基体硬度略有增加.空冷砂型离心铸造时,随着距辊环外边缘距离的增加,出现菊花片状的包晶组织,并且数量也逐渐增加.     

铸造Fe-C-B合金成分对组织与性能的影响

对Fe-C-B合金的凝固过程与凝固组织特征进行分析.结合相图研究结果,讨论了合金中硬质相种类与形成机理,初步总结了成分对Fe-C-B合金的组织与性能的影响.指出促进和推动Fe-C-B合金的研究与应用,需要在进一步完善Fe-C-B三元相图基础上,深入研究凝固条件、成分对无铬Fe-C-B合金组织与性能的影响,探寻进一步改善其组织与性能的途径.     

电脉冲对高硼中碳合金钢凝固组织的影响

研究了高硼中碳合金钢凝固过程中施加电脉冲的凝固组织.结果表明,经过电脉冲处理,高硼中碳合金钢晶粒得到细化,晶粒形状趋于圆整,分布更加均匀,马氏体片层间距减小,硬质相体积分数由未经电脉冲处理时的10.6％降低到8.3％,基体中W、Cr、Mo、V等合金元素含量上升,基体硬度由HV664提高到HV730,网状硬质相产生断网现象,并且有孤立球化趋势.分析认为,以上是电脉冲的焦耳热效应、电磁力作用、电迁移效应共同作用的结果.