船用高强度灰铸铁件材质评析

用现代统计方法，对所生产的船用高强度灰铸铁的理化测试报告进行了综合统计分析，给出了其成熟度ＲＧ，相对硬度ＲＨ及品质系数Ｑｉ等铸铁综合质量指标的平均水平及分布情况，并与国外先进水平进行了比较分析。最后运用多元线回归方程分析了化学成分对铸铁综合质量指标的影响规律。     

品质系数与灰铸铁、原生铁性能的关系

研究了品质系数与灰铸铁、原生铁性能的关系,实验测定了灰铸铁和原生铁的品质系数,利用光谱分析仪、金相显微镜、硬度仪、拉伸实验机等设备对试样的化学成分、金相组织和力学性能进行了检测和观察。通过计算得出:品质系数在1.16~1.27时,灰铸铁和原生铁在较低的硬度下保持高强度。特别是品质系数为1.25时,灰铸铁的组织性能达到最佳;原生铁的冶金特性最好。     

灰铸铁的成熟度与相对强度、硬化度与相对硬度、品质系数或质量指数(上)

成熟度RG与相对强度RZ、硬化度HG与相对硬度RH、品质系数或质量指数Qi是灰铸铁的三组质量参数,用于评定铁水的孕育效果,评定铸铁性能所达到的质量水平,评定生产者对冶金因素的控制水平和利用程度。该三组参数由德国人最先提出,并做了长期的研究工作;近年来,已引起我国铸造工作者的关注。本文系统地阐明了成熟度RG、相对强度RZ、硬化度HG、相对硬度RH、品质系数Qi的概念、应用、意义、控制范围、影响因素等。本文指出成熟度RG与相对强度RZ的意义相近,但更强调二者不得混淆;也指出硬化度HG与相对硬度RH意义相近,但也更强调二者不得混淆。     

Cu-Cr合金化灰铸铁和含氮灰铸铁的对比分析

通过大量的生产实际数据对比了Cu-Cr合金化灰铸铁和含氮灰铸铁各自的优缺点,认为在机体、缸盖等柴油机灰铸铁件中,牌号在HT250到HT300之间的Cu-Cr合金化灰铸铁可以用含氮灰铸铁进行替代,可以改善铸造工艺条件,改善铸铁性能和加工性能,降低综合废品率,降低铸件生产成本。     

灰铸铁的成熟度与相对强度、硬化度与相对硬度、品质系数或质量指数(下)

4.关于RG、RH的综合控制若灰铸铁的成熟度RG=90～120％,相对硬度 RH=0.8～1.0.则其抗拉强度和硬度有很大差异,见图6。不难看出.在RG>110％而RH<0.8的范围内,可以获得优质铸铁。在我国。目前尚不要求灰铸铁的成熟度、相对硬度、品质系数等质量参数。据报导,在德国,要求发动机气缸盖的RG>110％,RH<0.94。     

四种灰铸铁凸轮轴硬度HB与HRB关系的统计分析

通过统计分析研究了四种灰铸铁凸轮轴硬度HB与HRB之间的关系,获得了四种灰铸铁凸轮轴HB与HRB之间回归方程.研究发现,灰铸铁凸轮轴的基体硬度HB与HRB在试验范围内正相关,并对此做了分析.     

中频感应电炉熔炼灰铸铁抗拉强度与硬度的关系

对大量的测量数据进行了统计分析，建立了在中频感应电炉灰铸铁的生产条件下抗拉强度与硬度之间的回归方程，通过测量试棒硬度，达到控制灰铸铁铸件抗拉强度的目的。     

灰铸铁缸盖三维数字化硬度数据的建立

通过对实际浇注的灰铸铁缸盖铸件进行切片处理并实际测量,获得了缸盖铸件的大量硬度数据;基于该实测数据和国内外学者的理论模型,建立了适合发动机缸盖硬度数据计算的数学模型:HB=186.001-12.783R+7.444R2,式中R为铸件在1 100~1 000℃的冷却速度,适用范围为1.5~2.2℃/s;由于此模型仅考虑了冷却速度对硬度的影响,借助华铸CAE对缸盖铸件凝固过程进行了数值模拟分析,获得了铸件的冷却速率,进而建立了发动机缸盖灰铁铸件三维数字化硬度数据。     

用热分析法测定低合金灰铸铁的抗拉强度和硬度

用ＴＣＳ热分析法测定低合金灰铸铁的抗拉强度和硬度,对铁液延长保温时间,可出现如下现象：１）抗拉强度和硬度瞬时下降后又明显上升;２）碳、硅含量较高时可用延长过热时间的方法提高抗拉强度和硬度;３）铁液经过过热,铸态石墨长度由１０－２０μｍ缩短到２μｍ左右;４）在碳、硅含量较低时白口范围增加（激冷层加厚）尤为显著;５）白口共晶温度Ｔｅｃ和孕育共晶温度Ｔｅｇ几乎不随过热时间变化,但实际共晶温度Ｔｅｏ则向白     

不同硬度计测定灰铸铁凸轮轴轴颈的硬度比较

测定灰铸铁凸轮轴轴颈的基体硬度结果表明:布氏硬度HBS和洛氏硬度HRB的误差小于3%,而洛氏硬度HRC的误差大于10%。分析认为,原因可能是HBS和HRB的压头为钢球,对显微组织不均匀性的敏感性较差,硬度值偏差就较小;HRC采用圆锥金刚石压头,其头部尖锐,对显微组织不均匀性的敏感性较强,硬度值偏差就较大。故HRC不适宜用于表述灰铸铁凸轮轴颈的硬度。     

影响灰铸铁气缸盖表面硬度的因素分析

分析了灰铸铁表层铁素体层的形成原因,综述了影响灰铸铁缸盖表面硬度的影响因素,包括生铁加入量、时效处理温度、孕育剂加入量、熔炼过热温度.通过试验验证表明,型砂含水量的增加促进气缸盖表面形成一层铁素体层,降低硬度值;生铁加入量越高,气缸盖表面硬度降低越明显.     

灰铸铁牌号及铸件壁厚与布氏硬度的对应关系

1σb、δ、H B对应值[1]φ30m m单铸试棒的抗拉强度决定灰铸铁牌号。抗拉强度(σb)与布氏硬度(H B)有对应关系,亦即灰铸铁牌号与布氏硬度有对应关系。其经验式为:当σb≥200M Pa(即高于或等于H T200)时,H B=RH(100+0.438σb)。当σb<200M Pa(即低于H T200)时,H B=RH(44+0.724σb)。式中RH为相对硬度值,一般为0.80～1.20,由原材料、熔炼工艺、处理工艺及铸件冷却速度等因素确定。实测单铸试棒σb、H B值,按上式即可算出RH值。灰铸铁牌号及铸件壁厚(δ)与抗拉强度σb)对应值,见表1。定性分析灰铸铁牌号及铸件壁厚与布氏硬度三者之…     

灰铸铁抗拉强度与抗剪强度的关系

对灰铸铁的抗拉强度和抗剪强度进行测量，将试验数据进行拟合回归得出抗拉强度与抗剪强度的关系曲线。找出了单铸试棒和本体试棒抗拉强度及抗剪强度之间的差别.     

灰铸铁局部激冷效果的研究与应用

研究了灰铸铁局部激冷后的组织及硬度变化特征，通过试验确定了使用冷铁的工艺参数。生产试验结果表明，机床导轨处使用冷铁激冷，能有效地提高导轨面的铸态硬度，且导轨面硬度均匀性和床身断面均匀性提高。     

合金化与灰铸铁强度及组织均匀性关系的研究

采用CE3.85%和CE4.07%的铁水成分,在实验室条件下考察了合金元素Cu、Cr对强度(σb)、断面敏感性和显徽组织均匀性的影响.结果发现:合金元素能有效提高强度,复合处理优于单独使用;合金元素改善铸件断面敏感性的作用随铁水成分的不同而有所不同,对本试验阶梯试块而言,当铁水碳当量CE为4.0%时,合金元素可改善铸件的断面敏感性,碳当量CE在3.85%水平时,则恶化断面敏感性;合金化能显著改善微观组织的均匀性,从而改善铸件加工性能.     

CA498半激冷合金灰铸铁凸轮轴的生产与控制

采用山西球铁生铁+钛铁生产 CA498半激冷Cr-Ni-Mo合金灰铸铁凸轮轴,从凸轮轴轴颈上取样检查显微组织,发现由大量初生奥氏体和奥氏体+D型石墨共晶体组成,奥氏体在随后的固态相变中转变成珠光体.分析认为,适当提高w(C)量,有利于避免凸轮轴时归位产生显微缩松.经测定,该凸轮轴轴颈部位的硬度为235-255 HB,直径30 mm单铸试棒的抗拉强度为255-285 MPa,满足客户要求.     

机床相对动柔度劣化对稳定性Lobe图的影响分析

在机床各种形式的振动中,再生颤振具有最小的稳定极限切削宽度,换言之,机床抵抗再生颤振的能力最差。品质系数(Coefficient of Merit,COM)是切削力和切削表面法向相对位移之间的交叉频响函数最小负实部的函数,其大小直接反映机床抵抗再生颤振的能力。此外,在机床的连续使用过程中,品质系数COM会逐渐减小,进而影响机床再生颤振抗振能力。基于相对激振方法和四自由度立铣加工过程动力学模型,重点分析了机床相对动柔度劣化过程中品质系数COM的变化趋势,以及对加工过程稳定性Lobe图的影响。研究表明:随着机床相对动柔度的劣化,轴向极限切深ap逐渐减小,并有加速递减的趋势,这和机床品质系数的劣化趋势一致。因此,考虑机床相对动柔度对稳定性Lobe图的影响,才能确定更合适的工艺参数,保证切削过程的稳定性,提高加工效率。     

灰铸铁中石墨数量与形态对激光热处理硬化带的影响

本文通过改变灰铸铁的碳硅含量及冷却速度,得到了具有不同原始组织的试样,考察了原始组织的变化对激光处理硬化带深度和均匀性的影响。结果表明:随着碳含量的增和,硬化带均匀性逐渐变差,深度存在一个极大值。冷却速度越大,石墨越细小,使硬化带深度减小,均匀性变好。