离心铸造复合辊套用高铬铸铁的组织及性能研究

根据复合辊套的生产和使用要求,研究了3种成分的高铬铸铁通过金属型铸造后的组织和性能。结果表明,金属型铸造的Cr20高铬铸铁其铸态组织由枝晶奥氏体、共晶奥氏体和共晶碳化物组成;具有较好的韧性,并且有一定的耐蚀性和良好的耐磨性;铸态硬度达到HRC55左右。Cr20高铬铸铁能满足轧辊的生产和湿摩擦条件下的使用要求。     

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。     

金属型铸造高铬铸铁Cr20组织及性能的研究

研究了金属型铸造高铬铸铁Cr20的铸态组织和性能,以及主要合金元素对性能的影响。结果表明,用金属型铸造的高铬铸铁Cr20的铸态组织为奥氏体基体,共晶碳化物为孤立的块状分布,具有较高的硬度和一定的韧性,并且还可以降低合金元素Mo和Ni的加入量。对于不能通过常规热处理进行淬火硬化的高铬铸铁件,可用金属型铸造来满足在铸态下使用的要求。     

亚临界热处理对复合管高铬铸铁层组织及性能的影响

针对铸态304不锈钢-过共晶高铬铸铁复合管高铬铸铁层硬度不足的问题,采用亚临界热处理来改变复合管过共晶高铬铸铁内层组织及性能。结果表明:亚临界热处理可以有效提升复合管高铬铸铁层硬度,复合管高铬铸铁层的宏观硬度随亚临界热处理温度的升高及保温时间的延长先增加后降低;其中530℃×5 h保温空冷的亚临界热处理使得复合管高铬铸铁层硬度提高最显著,提高了3 HRC左右。复合管高铬铸铁层的室温铸态组织为马氏体、奥氏体、M3C型和M7C3型碳化物;经过亚临界热处理后,析出弥散的M23C6型二次碳化物,降低了奥氏体中含碳量,提高了Ms点,促使奥氏体向马氏体转变。     

结晶冷却速度对中铬铸铁组织和性能的影响

通过采用砂型和金属型铸造的方法,研究了结晶冷却速度对中铬铸铁铸态组织和性能的影响。试验结果表明:提高结晶冷却速度可以使中铬铸铁的组织明显细化,特别是奥氏体一次、二次枝晶间距显著减小;(Fe,Cr)3C型碳化物含量增多,碳化物尺寸减小,综合力学性能得到提高。     

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。     

Cr27高铬铸铁生产工艺的试验研究

针对Cr27高铬铸铁的质量问题,确定了合金的成分范围、熔炼工艺、铸造工艺及热处理工艺.结果表明,Cr27高铬铸铁的铸态组织为(Cr,Fe)7C3、奥氏体和出现在碳化物周围贫碳合金元素区的少量马氏体和珠光体.合金经过V、Ti、B变质处理后,碳化物变得细小、均匀,V、Ti、B、RE复合变质效果更佳.     

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。     

铌含量对Cr20过共晶高铬铸铁组织和性能的影响

采用金相试验、X射线衍射、硬度测试和磨料磨损试验研究了不含铌和含0.5、1.0%Nb(质量分数)的Cr20过共晶高铬铸铁的铸态组织和性能。结果表明,添加Nb元素能有效细化Cr20过共晶高铬铸铁的铸态组织,随着铌含量的增加,初生碳化物M_7C_3从粗大的杆条状转变细小、弥散分布的多边形块状,共晶碳化物从细长条状转变为弥散分布的点状。添加铌的Cr20过共晶高铬铸铁的硬度并未明显提高,含铌量为1.0%的Cr20过共晶高铬铸铁的硬度比不含铌的仅提高了约6%。然而,铌的加入显著地提高了Cr20过共晶高铬铸铁的耐磨性,含Nb量为1.0%的Cr20过共晶高铬铸铁的磨损量比不含Nb的减少了约21%。     

回火工艺对高铬铸铁组织和性能的影响

应用铸态快冷技术获得奥氏体高铬铸铁，研究了回火工艺对其显微组织、力学性能和耐磨性的影响。结果表明，回火温度高于400℃时，奥氏体基体上开始析出细微的二次碳化物；525℃时，奥氏体转变为α＋M23C5型混合组织，此时高铬奥氏体铸铁具有优异的综合力学性能和耐磨性。     

Effect of casting technology on microstructure and phases of high carbon high speed steel

The as-cast microstructures of high carbon high speed steels (HC-HSS) made by sand casting,centrifugal casting and electromagnetic centrifugal casting, respectively, were studied by using of optical microscopy (OM) and D/max2200pc X-ray diffraction. The results show that the microstructure of as-cast HCHSS is dominated by alloy carbides (W2C, VC, Cr7C3), martensite and austenite. The centrifugal casting and electromagnetic centrifugal casting apparently improve the solidification structure of HC-HSS. With the increase of magnetic intensity (B), the volume fraction of austenite in the HC-HSS solidification structure increases significantly while the eutectic ledeburite decreases. Moreover, the secondary carbides precipitated from the austenite are finer with more homogeneous distribution in the electromagnetic centrifugal castings. It has also been found that the lath of eutectic carbide in ledeburite becomes finer and carbide phase spacing in eutectic ledeburite increases along with the higher magnetic field strength.     

Solidification microstructure of M2 high speed steel by different casting technologies

The present work investigated the solidification microstructure of AISI M2 high speed steel manufactured by different casting technologies,namely iron mould casting and continuous casting.The results revealed that the as-cast structure of the steel was composed of the iron matrix and the M2C eutectic carbide networks,which were greatly refined in the ingot made by continuous casting process,compared with that by the iron mould casting process.M2C eutectic carbides presented variation in their morphologies and growth characteristics in the ingots by both casting methods.In the ingot by iron mould casting,they have a plate-like morphology and grow anisotropically.However,in the ingot made by continuous casting,the carbides evolved into the fiber-like shape that exhibited little characteristics of anisotropic growth.It was noticed that the fiber-like M2C was much easier to decompose and spheroidize after heated,as a result,the carbides refined remarkably,compared with the case of plate-like carbides in the iron mould casting ingot.     

新型复合材料LGJW20显微组织的研究

利用离心铸造技术制备了GCr15和WC的新型复合材料,研究了其显微组织及其形成机理。研究结果表明:复合材料的显微组织由基体珠光体及多种碳化物组成;碳化物的形态主要有细小颗粒状、树枝状、鱼骨状、网状和条块状等;WC颗粒与钢基体在离心铸造过程中发生了溶解、扩散和析出,界面结合形式由原来的扩散结合界面转变为冶金结合界面。     

离心铸造高速钢复合轧辊外层材料性能的研究

研究了稀土变质和稀土加钒变质对离心铸造高速钢轧辊的显微组织及力学性能的影响,测定了其最终热处理后的碳化物类型,结果表明,采用0.3%稀土变质处理对碳化物的形状、分布改善效果不明显,但可以促进加热过程中网状碳化物的球团化;采用稀土加钒变质对碳化物的形状、大小和分布改善情况较好.经过最终热处理后,高速钢中的碳化物类型为MC和M6C型.     

离心铸造WC/废弃轴承钢复合材料的显微组织结构研究

采用离心铸造工艺制得WC/废弃GCr15钢复合材料,借助金相分析、X射线衍射等方法分析了试样的显微组织。结果表明:基体为细小的珠光体组织,同时基体中析出大量的细小Cr23C6、WC等碳化物颗粒,碳化物主要为枝状或骨骼状共晶碳化物、网状分布的二次碳化物和大块状碳化物,重点分析了各自的形成机理。     

离心铸造WC/钢复合材料显微组织

采用离心铸造工艺制备了以废弃的轴承钢GCr15为基体,WC颗粒为硬质相的WC/钢复合材料.用金相观察和X射线衍射等分析方法,对该材料的显微组织进行了研究.结果表明:离心铸造WC/钢复合材料的显微组织是由莱氏体(P+Fe_3C_Ⅱ(共晶))、一次渗碳体(Fe_3C_Ⅰ)、二次渗碳体(Fe_3C_Ⅱ)、合金渗碳体((Fe,M)_3C)等碳化物及粒状珠光体组成,且其中有大量细小的WC、W_2C、再结晶W-Fe-C颗粒以及M_6C、M_7C_3、M_(23)C_6等碳化物颗粒析出;碳化物的形态较多,主要有网状、鱼骨状、树枝状和条块状.     

离心铸造高铬合金铸铁气门座圈的组织及耐磨性能研究

采用离心铸造制备两种高铬合金铸铁气门座圈.利用X射线衍射仪(XRD)、金相显微镜、洛氏硬度计和扫描电镜(SEM),对气门座圈铸态及热处理态后的试样物相组成、金相组织、力学性能及拉伸断口形貌进行了观察和分析,同时在销盘式摩擦磨损试验机上对高铬合金铸铁气门座圈的耐磨性能进行了磨损试验.结果表明,热处理前高铬合金铸铁主要为由...     

外加颗粒增强钢基复合材料的研究

采用离心铸造法获得了WC颗粒增强钢基复合材料环形件，其复合层厚度为15～18mm。分析表明：复合材料层的组织由大量的骨状的复式碳化物和针状马氏体基体组成；复合材料层中增强颗粒被高温钢液全部溶化，原位析出含W，Fe，Cr，Mo复式碳化物；基体合金被溶解的增强颗粒不同程度的合金化，复合层从外至内韧性升高、硬度降低，但梯度不大。     

Aluminum alloy pistons reinforced with SiC fabricated by centrifugal casting

Hypereutectic Al-Si alloy-based composite pistons reinforced with SiC particles locally at the head were fabricated by centrifugal casting. The effects of various technique parameters, i.e., the slurry temperature of the alloy, the mold temperature and the rotation speed of the mold, on the particle segregation were investigated, and the macromorphologies and microstructures of pistons were observed. The mechanical properties, such as hardness and wear resistance along the axis of the piston and the thermal expansion coefficient at the piston head, were measured. The results showed that, (1) centrifugal casting can be used as a new and effective method in manufacturing pistons, and reasonable parameters were 850 °C, 600 °C and 800 rpm for the slurry temperature of the alloy, the mold temperature and the rotation speed of the mold, respectively; (2) the hardness values of pistons fabricated by centrifugal casting gradually increased from the piston skirt to the piston head, and the average hardness value in piston heads was improved by 23.7HRB over that of pistons fabricated by gravity permanent mold casting; (3) the piston heads showed excellent wear resistance, and the wear rate of piston heads decreased by 70.3% over that of the piston fabricated by gravity permanent mold casting; and (4) the average linear expansion coefficient of the piston head was 15.3 × 10⁻⁶ K⁻¹ and decreased by 23.1% over that of pistons fabricated by gravity permanent mold casting.     

转速对电磁离心铸造高碳高速钢组织和性能的影响

采用自制的电磁离心铸造机,在磁场强度0.1 T下,对不同转速下电磁离心铸造高碳高速钢的铸态组织和热处理后的组织与性能进行实验研究。结果表明:随着电磁离心铸造机转速的增加,高碳高速钢的铸态组织中共晶碳化物变得越来越细小,沿晶界分布的粗大的碳化物(VC)逐渐变成点状和尖角状。各种转速下,电磁离心铸造高碳高速钢热处理后的硬度、冲击韧度和耐磨性能比普通铸造的高碳高速钢都有明显提高。