硅锶复合孕育对含硼灰铸铁组织和性能的影响

用不同配比Si-Sr与Si-Fe复合孕育剂对含硼灰铸铁孕育处理,研究了Si-Sr复合孕育剂对其金相组织、力学性能及冶金质量指标的影响.结果表明:随Si-Sr孕育剂量的增加,含硼灰铸铁的抗拉强度、硬度随之递增.在Si-Sr含量为0.12%时抗拉强度达到峰值,σb=325 MPa;在Si-Sr含量为0.18%时硬度达到峰值,HB=273.此时,石墨主要为A型分布,共晶团细化,硼碳化物呈小块状,均匀分布在珠光体上,珠光体＞95%.当Si-Sr含量为0.12%时,含硼灰铸铁的成熟度RG=1.13,品质系数Qi=1.10,各项冶金质量指标达到最优.     

轿车制动器的制动盘开发研究

研究了制动盘的材质配方、铸造工艺和机械加工方法，并对所研制的制动盘进行了抗拉强度、表面硬度以及金相组织等性能检测，检测结果表明：制动盘的主要性能指标抗拉强度达到270MPa；工作面的表面硬度为HRB98．100；工作面的平行度小于0．015mm；显微组织为珠光体、铁素体和碳化物，基体组织珠光体大于或等于99％；A型石墨呈片状、无方向性且分布均匀。制动盘的主要性能指标均达到技术要求。     

高精度机床铸件石墨形态控制研究

为了改善石墨形态获得足够多的A型石墨,提高高精度机床铸件的内在质量,在炉料配比上,取消生铁的加入,废钢比例由50%提高至70%,并添加0.2%的预处理剂;在化学成分上,碳当量由3.55%提高至3.70%以上;在铁液处理上,采用SiSrZr孕育剂,一次孕育加入量0.3%,粒度0.7～3 mm,二次孕育加入量0.1%,粒度0.2～0.7 mm。通过以上工艺改进,结合低合金化,最终使高精度车削床身铸件的石墨形态为A型,抗拉强度345 MPa,导轨硬度191～202 HBW,硬度均匀性-4/+5 HBW,残余应力较传统工艺降低了24%,且加工性能良好,满足高精度机床铸件的使用要求。     

复合孕育剂对WD615气缸体组织和性能的影响

利用金相显微镜、拉伸试验机分析了含ReCrMnSi的复合孕育剂对WD615气缸体组织和抗拉强度的影响。结果表明,加入0.20%～0.40%的含ReCrMnSi孕育剂可以明显改善WD615气缸体的孕育效果,能够获得均匀分布的A型片状石墨,同时细化珠光体组织,但对共晶团数量和基体组织没有明显影响,铸件性能明显提高,抗拉强度达到280MPa～310MPa。     

原料配比对球墨铸铁珠光体片层间距及硬度的影响

采用不同配比的生铁和废钢,硅铁及电极石墨作为增碳剂,在相同铸造工艺下,制备化学成分基本相同的球墨铸铁,并对试样的显微组织和硬度进行了分析.结果表明,原料配比对球墨铸铁中珠光体的形态、片层间距的大小以及球铁的硬度存在显著的影响.随着原料中生铁所占比例的降低,球铁基体中珠光体的片层间距逐渐减小,球铁的硬度逐渐升高.特别是全部使用废钢生产时,球铁硬度较大幅度地提高.     

铸态高强度高伸长率合成球铁的试验研究

采用中频感应电炉熔炼,以废钢、原料纯铁为主要炉料,通过Cu、Ni合金化,优质增碳剂增碳,利用钟罩法分别进行炉内预处理和球化处理,浇包冲入法孕育处理,树脂砂壳型,制备了铸态高强度高伸长率合成球铁Y块铸件。结果表明,石墨球化级别2级,石墨大小7级,基体组织细小,为珠光体-铁素体混合基体,其中珠光体的含量为65%,铸态合成球铁的抗拉强度和伸长率分别达到763.0 MPa和11.2%。     

机车用灰铸铁件组织中E型石墨的消除

在灰铸铁产品金相组织中经常会出现E型石墨,E型石墨的存在严重影响了灰铸铁的性能,遗传因素是E型石墨产生的主要原因。在铁水孕育处理过程中加入增碳剂和加入硅钡复合孕育剂,能够有效抑制E型石墨的产生。     

铸态高强度高伸长率合成球铁的试验研究

采用中频感应电炉熔炼,以废钢、原料纯铁为主要炉料,通过Cu、Ni合金化,优质增碳剂增碳,利用钟罩法分别进行炉内预处理和球化处理,浇包冲入法孕育处理,树脂砂壳型,制备了铸态高强度高伸长率合成球铁Y块铸件。结果表明,石墨球化级别2级,石墨大小7级,基体组织细小,为珠光体-铁素体混合基体,其中珠光体的含量为65%,铸态合成球铁的抗拉强度和伸长率分别达到763.0 MPa和11.2%。     

不同孕育剂对微合金化灰铸铁组织与性能的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、拉伸试验、切削力测试等研究了SiBa-SiBa、RE-RE、SiBa-RE、SiBa-SiSr四种孕育剂对灰铸铁微观组织、力学性能以及切削加工性能的影响。结果表明:4组试样的组织主要为珠光体和A型石墨,其中RE-RE、SiBa-RE试样局部分别存有少量E型和D型石墨。对比单一孕育剂,复合孕育剂更能细化珠光体与石墨,其中SiBa-SiSr试样的石墨片最为细小弯曲,珠光体层片间距为0.166μm,抗拉强度与硬度分别为468 MPa和357 HBW;SiBa-SiBa试样的石墨片最为宽大平直,其珠光体层片间距为0.3μm,抗拉强度与硬度分别为423 MPa和275 HBW。在相同切削条件下,SiBa-SiSr试样的硬度涨幅最大,切削力变化量最小。从综合性能上考虑,SiBa-SiSr是灰铸铁的首选孕育剂。     

RECaBa孕育剂和Mo、Cu、Cr对高强度灰铸铁组织和性能的影响

采用工频感应电炉熔炼和呋喃树脂自硬砂造型,研究了不同加入量的RECaBa孕育剂和Mo、Cu、Cr对高强度灰铸铁金相组织和力学性能的影响.结果表明,RECaBa孕育剂可细化石墨且钝化尖角,细化珠光体,使共晶团数量增多;在不加入Mo的情况下,当原铁液的w(S)量范围为0.02%～0.03%时,RECaBa孕育剂加入量为O.5%～0.6%时,铸件本体抗拉强度可达300MPa以上;Mo对提高铸件本体的抗拉强度有显著影响,w(Mo)加入量为0.4%～0.6%时,铸件本体的抗拉强度稳定保持在310MPa以上;按照试验所采用的加入量,3种合金元素中Mo对改善灰铸铁金相组织、提高力学性能的效果最明显,Cu次之,Cr的影响不明显.     

Effect of microstructure and mechanical properties on cutting force of different cast irons with similar tensile strength

Flake graphite iron,compacted graphite iron and spheroidal graphite iron with various tensile strengths were cast. They were selected and grouped according to roughly the same tensile strength,and then the main cutting force in each group was measured and compared. The microstructures of different cast irons were characterized. The relationship between the cutting force and microstructure was established. Results show that the graphite morphology in cast irons determines the strength. In order to obtain the same strength of the cast iron with sharply edged graphite,more or finer pearlite in the matrix is needed. Graphitic cast irons with high pearlite content and smaller pearlite interlamellar spacing have higher hardness. For the cast irons with different graphite morphologies,but almost the same tensile strength,the main cutting force is obviously different,along with the hardness. Harder cast irons have a greater cutting force,but the difference in cutting force is not proportional to hardness.     

含磷蠕墨铸铁闸瓦的研制

本文研制了一种新型材质的闸瓦—含磷蠕墨铸铁闸瓦。试验结果证明,一定量的磷加入蠕墨铸铁中,其硬度、抗拉强度均满足闸瓦的使用要求而耐磨性可达到中磷灰铸铁闸瓦的2倍以上。磷加入蠕墨铸铁中使得蠕墨铸铁的磷共晶数量增加而石墨数量减小,因此使得其强度降低,硬度升高,闸瓦的耐磨性提高。     

750 ℃退火出炉温度对QT450-10球墨铸铁组织与性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜等方法研究了在750 ℃退火工艺下不同出炉温度对QT450-10球墨铸铁的珠光体含量、渗碳体形态、抗拉强度以及硬度的影响。结果表明,球墨铸铁试样在经过不同出炉温度下的微观组织均由铁素体、石墨球、石墨颗粒以及少量渗碳体组成。由于珠光体的分解、渗碳体残留以及石墨颗粒的形成导致在750 ℃出炉空冷时试样的抗拉强度下降7%左右、布氏硬度下降13%左右。随着出炉温度的降低,试样残留渗碳体的分解以及石墨颗粒的长大,导致抗拉强度、硬度均有所下降,当出炉温度为100 ℃时试样的抗拉强度下降10%左右、布氏硬度下降20%左右。     

Effect of alloying elements W,Ti, Sn on microstructure and mechanical properties of gray iron 220

Experiments were carried out to observe the variation in microstructure and mechanical properties of gray cast iron by adding pearlite promoting alloying elements such as Ti, Sn and W. Results show that adding Sn, Ti, and W with different concentrations improve the microstructure, Brinell hardness and tensile strength of gray cast iron. With the increase of alloying element concentration, the average graphite length and graphite content increase linearly. At the same time, average cell size and the maximum graphite length also decrease linearly. Brinell hardness and tensile strength of gray cast iron also increase with an increase in alloying elements contents, and attain the maximum when Ti = 0.561%, Sn = 0.561% and W = 0.945%. However, at higher concentrations of Ti = 0.810%, Sn = 0.631% and W = 1.351%, the tensile strength decreases from 333 MPa to 297 MPa and the Brinell hardness decreases from 248 HB to 225 HB. The decrease in tensile strength and Brinell hardness at the higher concentration level is attributed to the formation of coarse and thick graphite flakes.     

高铁机车制动摩擦圈铸件的生产

采用中频感应电炉熔炼生产灰铸铁机车制动摩擦圈,原采用HT300配料方案适当增加生铁比例,检测发现化学成分和抗拉强度符合顾客规范要求,但铸件本体硬度偏低.后采用合成铸铁熔炼工艺,为提高增碳剂的吸收率,提高了熔炼温度,同时为了提高炉前检测的准确性,取样温度提高20 ℃;结果显示,铸件本体金相组织为A型石墨4级、超过95％的珠光体及少量铁素体,抗拉强度和本体硬度均达到要求.经计算,应用合成铸铁熔炼工艺,每吨铁液节约炉料成本185.9元,每月 500件铸件可节约成本14 624.13元.     

稀土加入量对20#齿轮用钢渗碳层组织及耐磨性能的影响

以煤油为渗碳剂,稀土为催化剂,在920℃对20#低碳钢渗碳5 h,渗碳后随炉缓冷,研究了稀土加入量(0%,1%,2%,3%,4%)对渗碳层的组织、硬度和耐磨性能的影响,并初步探讨了稀土催渗机理。研究表明:渗碳层中的过共析层组织主要由珠光体和少量碳化物组成,随着稀土加入量的增加,珠光体有细化趋势,渗层的厚度、硬度和耐磨性均呈先增加后减小的趋势,稀土加入量为3%时,渗层珠光体最为细小,渗层最厚,硬度最高,耐磨性最好。由此可见,稀土可显著增加渗碳层厚度,细化渗层组织及改善渗碳层的耐磨性能。     

稀土蠕化剂对蠕墨铸铁石墨形态和性能的影响

对以云南地方生铁为主要炉料的铁液,搭配使用稀土硅铁合金和稀土镁合金作为蠕化剂,研究了稀土蠕化剂加入量对蠕墨铸铁石墨形态和性能的影响。研究结果表明,随着稀土蠕化剂加入量的增加,铁液中稀土残留量逐渐增加,石墨形态从片状逐渐向球状过渡,抗拉强度和硬度逐渐上升。实践证明,通过合适的蠕化处理工艺,云南地方生铁铁液可以获得组织和性能较为理想的蠕墨铸铁。     

热轧工艺对65Mn钢显微组织及力学性能的影响

研究了热轧工艺对65Mn钢组织与性能的影响。采用电子探针显微分析仪(EPMA)和透射电镜(TEM)对热轧组织进行了表征。结果表明:通过控制热轧工艺,可获得珠光体和贝氏体两种初始组织。随着终轧温度和终冷温度的降低,先共析铁素体含量和珠光体体片层间距逐渐减小,强度、硬度逐渐升高。相比珠光体组织,热轧贝氏体组织具有更高的强度,抗拉和屈服强度分别为943 MPa 和648 MPa。