高Ni-Cr铸铁的热磨损和热疲劳性能研究

采用75SiFe孕育与REMg变质处理金属型铸造高Ni-Cr铸铁,研究了微观组织对高Ni-Cr铸铁热疲劳和热磨损性能的影响,结果表明:(1)550℃的高温磨损试验中,75SiFe孕育、REMg变质高Ni-Cr铸铁的磨损失重量随载荷的增大呈线性增长,在载荷相同的条件下,REMg变质试样的磨损失重小于75SiFe孕育试样,表现出较好的抗高温磨损性能,高Ni-Cr铸铁的高温磨损机制为氧化粘着磨损和接触疲劳磨损。(2)75SiFe孕育试样热裂纹垂直长度为15.49 mm,优于REMg变质试样热裂纹垂直长度17.69 mm,抗热裂性能较好。75SiFe孕育试样热裂纹在片状石墨尖端处基体组织内萌发,沿奥氏体和莱氏体界面扩展;REMg变质试样热裂纹在碳化物内萌生,并在碳化物内传播,造成碳化物破碎。     

回火对高Ni-Cr铸铁残余奥氏体量和硬度的影响

研究了回火温度和回火时间对金属型铸造高Ni-Cr铸铁铸态组织中残余奥氏体转变和硬度的影响。结果表明:(1)用75Si Fe孕育和用REMg变质处理的高Ni-Cr铸铁中均存在大量的残余奥氏体。350℃回火时,残余奥氏体仍能稳定存在,随着回火温度升高和回火时间延长,残余奥氏体数量逐渐降低,转变为贝氏体。(2)用75Si Fe孕育的高Ni-Cr铸铁回火后,其硬度随回火温度的上升和回火时间的延长而小幅下降;用REMg变质的高Ni-Cr铸铁在400℃回火20 h时出现二次硬化,其硬度峰值为62.3 HRC。(3)当回火温度达到500℃时,残余奥氏体转变为回火索氏体,试样的回火硬度下降。     

热处理对RE-Nb变质无限冷硬铸铁组织与性能的影响

采用扫描电镜、X射线衍射仪等分析手段,研究了热处理工艺对离心铸造变质无限冷硬铸铁轧辊组织和性能的影响。结果表明,变质无限冷硬铸铁轧辊的铸态组织是贝氏体+碳化物+少量马氏体+极少量残余奥氏体+蠕虫状石墨。经热处理后,变质无限冷硬铸铁轧辊组织中少量的残余奥氏体几乎消失,贝氏体数量明显增多。随着回火温度升高,试样的硬度降低,冲击韧度先升高后下降。250℃回火时,试样具有最优的综合力学性能。     

含钨量对铸态290Cr26MoW耐磨铸铁组织和硬度的影响

铸态合金耐磨铸铁适用于大型或复杂结构耐磨件。通过金相组织观察、X射线衍射相结构分析、图像分析仪定量金相测试和力学性能检测,研究了含钨量对铸态290Cr26MoW耐磨铸铁组织、结构和硬度的影响规律。结果表明,在含0～2.79%W的范围内,随着含W量的增加,铸态290Cr26MoW耐磨白口铸铁的初生基体数量减少,共晶团数量增加,共晶碳化物数量增加;铸态290Cr26MoW耐磨白口铸铁的碳化物结构类型没有改变,M7C3型碳化物为共晶碳化物;铸态290Cr26MoW耐磨白口铸铁基体的奥氏体比例增加,马氏体减少。马氏体多位于共晶团,即共晶碳化物周围。铸态290Cr26MoW耐磨白口铸铁的硬度由共晶碳化物数量和硬度以及基体中奥氏体和马氏体数量比共同决定。     

热处理对Cr15高铬铸铁组织和耐磨性能的影响

分析了失稳和回火处理对Cr15高铬铸铁显微组织及耐磨性能的影响。结果表明,950~1 000℃下失稳处理促进二次碳化物析出和马氏体转变,淬火态高铬铸铁组织由马氏体、残余奥氏体和二次碳化物组成,基体硬度提高;而低温回火消除了应力集中,获得良好的韧性;Cr15高铬铸铁经1 000℃×3h+空冷+250℃×6h可获得良好的综合力学性能,其硬度(HRC)和无缺口冲击吸收功分别为61.4和7.3J;在干滑动磨损状态下,铸态和淬火态高铬铸铁主要为磨粒磨损,回火态高铬铸铁韧性较好,磨损形式以粘着为主。在干滑动磨损6h后,磨损量从铸态的43.0mg降至淬火态的28.8mg。     

离心铸造气门座圈用高铬铸铁的组织及性能研究

根据气门座圈的生产和使用要求,研究了一种成分的离心铸造高铬铸铁铸态和回火态的组织和性能。结果表明,离心铸造的高铬铸铁其铸态组织由初生奥氏体、共晶奥氏体和共晶碳化物组成,回火态组织由回火马氏体、残余奥氏体和共晶碳化物组成;热处理后的高铬铸铁消除了内应力,减小了晶格畸变,具有较好的强度,并且有一定的硬度。离心铸造高铬铸铁气门座圈能满足大功率内燃机的使用要求。     

热处理工艺对离心铸造高铬铸铁轧辊组织及硬度的影响

采用了光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、洛氏硬度计等仪器,研究了离心铸造高铬铸铁轧辊铸态及淬火与回火后的显微组织结构、碳化物和硬度等。结果表明:高铬铸铁轧铸态组织主要是由奥氏体+少量马氏体+(Cr,Fe)₇C₃碳化物组成,碳化物呈粗大板条状或块状,不同温度热处理后,得到回火马氏体+(Cr,Fe)₇C₃+Cr₇C₃碳化物的组织,组织中粗大板条状碳化物消失,得到细小块状或椭圆状碳化物。该高铬铸铁轧辊铸态硬度为56.0HRC左右,在950℃淬火及400℃回火处理后硬度增加到了约65.5HRC。     

淬火工艺对Cr26高铬耐磨铸铁组织与硬度的影响

利用光学显微镜、洛氏硬度计等研究了不同淬火工艺对Cr26高铬耐磨铸铁组织与硬度的影响。结果表明:铸态Cr26高铬铸铁组织主要由初生奥氏体和碳化物组成。经980~1060 ℃不同温度淬火、空冷后,高铬铸铁组织中有大量二次碳化物析出。随着淬火温度的升高,析出的二次碳化物先增加后减少,试样硬度先升高后降低。1020 ℃淬火试样硬度达到峰值,为65.7 HRC。1020 ℃淬火高铬铸铁,经空淬、油淬和水淬不同方式冷却,随着冷却速度的增大,高铬铸铁组织中碳化物颗粒、碳化物比例逐渐增大,硬度逐渐增大,其中水淬高铬铸铁试样硬度最大,达到68.2 HRC。     

改进型无限冷硬铸铁轧辊回火组织转变研究

通过对改进型无限冷硬铸铁轧辊不同回火温度和时间的系列回火试验,用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)等分析手段,研究回火对铸态组织中亚稳残余奥氏体转变的影响,分析铸态下贝氏体在组织回火中的分解及碳化物析出行为。试验结果表明：改进型无限冷硬铸铁350℃以下温度回火后奥氏体仍然稳定存在;425～450℃温度问回火在下贝氏体针内部析出合金渗碳体,大部分奥氏体转变为上贝氏体组织;500℃回火后得到回火索氏体组织。     

热处理对高铬铸铁组织与耐磨性的影响

研究高铬铸铁经过不同热处理后的组织与耐磨性能.结果表明,奥氏体化温度越高,碳化物溶解越多,空冷后碳化物体积分数越小,1050 ℃×0.5 h空冷后,碳化物体积分数为21％.随奥氏体化温度、等温温度的升高,二次碳化物析出量增加,微区显微硬度增高.1050℃×0.5 h+280℃×1.5h处理后,与铸态高铬铸铁相比磨损量减少了35％.     

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.     

Effect of vibration frequency on microstructure and performance of high chromium cast iron prepared by lost foam casting

In the present research, high chromium cast irons (HCCIs) were prepared using the lost foam casting (LFC) process. To improve the wear resistance of the high chromium cast irons (HCCIs), mechanical vibration was employed during the solidiifcation of the HCCIs. The effects of vibration frequency on the microstructure and performance of the HCCIs under as-cast, as-quenched and as-tempered conditions were investigated. The results indicated that the microstructures of the LFC-produced HCCIs were reifned due to the introduction of mechanical vibration, and the hardness was improved compared to that of the aloy without vibration. However, only a slight improvement in hardness was found in spite of the increase of vibration frequency. In contrast, the impact toughness of the as-tempered HCCIs increased with an increase in the vibration frequency. In addition, the wear resistance of the HCCIs was improved as a result of the introduction of vibration and increased with an increase in the vibration frequency.     

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.     

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.     

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。     

含砷、锡、铅、钛球墨铸铁孕育剂的研究

在７５硅铁单一复合铋、锑、钙、锶、钡、锆、铝、锰孕育的基础上,选择含砷、锡、铅、钛球墨铸铁多元复合孕育剂的组元。利用正交设计对多元复合孕育剂的组成进行了优化组合。通过断面均匀性试验和孕育衰退试验检验了多元复合孕育的效果。     

石墨及碳化物对高镍铬无限冷硬铸铁轧辊耐磨性的影响

本文研究了具有不同石墨和碳化物含量的高镍铬无限冷硬铸铁轧辊材料在滚动摩擦和干滑动摩擦条件下的摩擦学特性，考察了高镍铬无限冷硬铸铁中石墨和碳化物数量、分布对其摩擦学特性的影响。研究结果表明，组织中的石墨和碳化物数量、形态和分布对材料的耐磨性有较大影响。石墨含量在低于9．21％时，增加石墨量并适当减少碳化物量可以提高材料的耐磨性；呈均匀分布的长片状石墨和连续网状分布的碳化物对提高高镍铬无限冷硬铸铁轧辊的耐磨性有显著意义。     

Continuously cast ductile iron: Processing, structures, and properties

Ductile iron billets were continuously cast using a horizontal casting machine. The billets were cast successfully, and the overall quality of the billets was acceptable. The as-cast microstructure consisted of eutectic carbide, chunky carbide and graphite nodules in a pearlite matrix. The amount of carbide was relatively large compared with that in traditional sand castings. Graphite nodularity decreased as the melt was held for longer periods of time before casting after inoculation and nodularisation treatments. The fading effect was significant when the melt was held for 6 min and longer. Graphite nodularity was found to affect the tensile strength and elongation, but not hardness, of the billets. The surface quality of the billets was fair, although light waves and drawal marks were clearly visible. The billets had good roundness. The tensile strength was found to be between 410 and 550 MPa; the elongation was 2.5-4.0%; and the hardness was 520-550 HB. Possible approaches to improving the as-cast structure and the implications of this research are discussed.     

化学成分与孕育对激冷球铁凸轮轴材质的影响

研究了化学成分和孕育处理对激冷球铁凸轮轴组织和性能的影响.碳和硅均降低激冷层的深度,但碳能增加激冷层硬度,而硅则相反.高碳低硅能兼顾激冷层硬度和深度.减少孕育剂的加入量可有效地减少凸轮激冷层的石墨,显著提高激冷层的硬度和激冷深度,而轴颈碳化物数量变化不大,能满足康明斯凸轮轴的技术要求.     

Y和Sb对厚大断面球墨铸铁石墨形态的影响

通过采用重稀土钇基稀土镁球化剂处理铁液,浇注厚大断面球铁试块,研究了重稀土Y和微量Sb对厚大断面球铁的石墨形态的影响,分析了石墨结晶的核心,并探讨了石墨畸变的原因。试验结果表明,重稀土Y在铁液中形成高熔点氧化物,残存时间长,作为石墨核心,有利于提高抗衰退性能;Sb具有细化石墨球、增加石墨球数、提高石墨圆整度的作用;在厚大断面球铁中,晶界上Ti的偏析和球化元素Mg或稀土等氧化形成的氧化夹杂,破坏了奥氏体壳的稳定性,造成石墨畸变。