钒钛对灰铸铁制动鼓组织性能的影响

钒、钛都是强碳化物形成元素。研究了钒、钛元素的加入,对灰铸铁制动鼓组织性能的影响。通过对普通制动鼓和加入0.17wt%钒、0.08wt%钛的钒钛制动鼓的金相及力学性能检测,结果表明,碳元素的扩散受到了阻碍,从而抑制了石墨的长大,使得A型石墨含量减少,D型石墨含量增多,石墨的长度变短,削弱了A型石墨对基体的割裂作用。同时,钒和钛生成的碳化物能起到细化晶粒和强化基体组织的作用,显著提高了灰铸铁的抗拉强度及耐磨性,使制动鼓的使用性能大大提高。     

合金元素在灰铸铁中的应用

一、合金元素的一般作用合金元素对灰铸铁组织的主要作用总结于表1。灰铸铁不希望有白口组织而影响切削加工。强的碳化物形成元素钒和铬具有大的白口倾向,因而必须严格地限制其加入量。铜和镍是石墨化元素,将其加入到硬度高的铸铁中可减少白口倾向,或者用于削     

ZG20CrMoV钢中钒的偏析和稀土的作用

本文着重研究钒和稀土对铸造CrMoV钢抗裂性能的影响,考察了钒和稀土对钢的凝固过程、枝晶偏析和碳化物形貌的影响。研究结果表明,当钢中合钒大于0．1%时,由于钒和铝具有强烈的枝晶偏析倾向,导致钢的组织和性能不均匀、枝晶间粗大碳化物形成,引起钢的塑性和韧性下降,导致裂纹产生。加入稀土,可以减小二次枝晶臂间距,减轻枝晶偏析和细化碳化物,从而提高钢的冲击韧性和裂纹扩展功,提高钢的抗裂性能。     

钒对马氏体不锈钢抗裂性能的影响

文章认为，粗大的马氏体组织、晶界碳化物以及沿晶界分布的“第二相”组织是促使马氏体不锈钢产生裂纹的主要原因。生产实践表明，马氏体不锈钢中加入０．１％～０．４５％的钒后，可细化晶粒、减少晶界碳化物并抑制“第二相”组织生成，因此可提高钢的抗裂性。     

微量钒对紧固件用SA-540合金强韧性的影响

在SA-540合金中添加了钒以改善其强韧性,并研究了钒含量和回火温度对合金强韧性的影响规律,同时采用JMatPro软件和钢中第二相热力学模型研究了加入钒后SA-540合金中的物相变化机制。结果表明：加入钒元素可提高SA-540合金强度,但冲击性能明显降低,但通过回火处理可改善冲击性能;加入0.1%钒的合金在570℃以上回火后冲击性能明显改善,而加入0.2%钒的合金在600℃回火仍不能改善冲击性能;加入0.1%钒的SA-540合金在860℃淬火+590～600℃回火可获得最佳强韧性匹配。热力学分析计算结果表明：SA-540合金平衡相中碳化物类型主要有M₂₃C₆、Fe₃C、M₇C₃,加入钒后合金中生成了MC型碳化物,并导致了部分含钼碳化物由M₂₃C₆型转变为更加稳定的MC型;VC生成量的影响因素主要是合金中钒含量,其次为淬火温度,而回火温度的影响较小。     

钒对低铬白口铸铁性能及其碳化物结构的影响

以承德钢铁公司生产的含钒生铁为主要原料生产低铬白口铸铁，研究了钒含量对低铬白口铸铁组织及性能影响。结果表明，低铬白口铸铁加入钒，其硬度、冲击韧度和耐磨性均明显改善，而且钒的加入量在0．2％～0.3％时，耐磨性最好。这是因为钒能够使铸铁组织细化、强化，并且使碳化物的亚结构和宏观形态改善。     

碳对高钒高速钢碳化物形成的影响

在V含量约为10%的条件下,研究了碳含量在1.56%～3.15%范围内变化对高钒高速钢碳化物形成的影响.结果表明:碳含量较低时,仅形成钒的碳化物,铬、钼元素主要固溶于钒的碳化物中.随碳含量增加,形成钒碳化物后,以钼为主的复合碳化物优先形成,碳含量达到2.84%,方可形成以铬为主的复合碳化物.     

钒对过共晶Fe-Cr-Ni-C耐磨涂层的影响

采用反应等离子熔覆工艺制备过共晶Fe-Cr-Ni-C耐磨涂层,涂层组织主要由奥氏体和(Cr,Fe)_7C_3型碳化物以及少量的马氏体组织组成。大量硬度较高的(Cr,Fe)_7C_3型碳化物均匀分布在以奥氏体为主的基体中,使涂层兼具较高的耐低应力磨料磨损能力以及良好的抗氧化性和耐蚀性等优异的综合性能,得到广泛应用。但粗大的脆性初生(Cr,Fe)_7C_3型碳化物在磨损过程中容易发生破碎而剥落。为了提高Fe-Cr-Ni-C涂层的耐磨性,本文研究了不同钒含量对涂层组织和性能的影响。采用粉末等离子熔覆工艺,在Fe-Cr-Ni-C自熔性合金粉末的基础上分别加入2%、4%、6%、8%的钒,制备出不同钒含量的过共晶Fe-Cr-Ni-C涂层。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、显微硬度计、磨料磨损试验等手段,对涂层的组织和性能进行分析。试验结果表明,钒主要分布在(Cr,Fe)_7C_3型碳化物中,形成强度更高的(Cr,Fe,V)_7C_3型碳化物。涂层的硬度和耐磨性随着钒含量的增加逐渐提高;当钒含量为6%时,涂层成形良好,涂层中没有发现裂纹,相对于不加钒的Fe-Cr-Ni-C涂层,耐磨性提高了1.65倍。所以在Fe-Cr-Ni-C耐磨涂层中加入适量的钒,可以增加(Cr,Fe)_7C_3型碳化物的强度,有效提高涂层的耐磨性。     

含锡微合金灰铸铁生产要点

灰铸铁中锡的加入量一般小于0.1％。为降低成本,防止铸铁脆性,我们在生产中通常加入0.05％的锡。以生产HT200、HT250、HT300为例,铁液中加入0.05％的锡,灰铸铁的抗拉强度提高约20％,布氏硬度提高约15％。究其原因是加锡灰铸铁的金相组织中珠光体数量的分级提高了1～2个级别。长期跟踪观察,未见加锡灰铸铁的铸造性能(流动性、收缩等)及三角试块白口宽度异常。     

高碳高速钢的变质处理

采用不同剂量的钒铁对轧辊用高速钢进行变质处理，研究了钒变质对高速钢组织和性能的影响。结果表明，经过钒铁变质处理，高速钢组织中的碳化物网被打断，经过热处理后，碳化物进一步球化，分布更均匀。变质处理使高速钢的韧性得以明显提高。钒铁变质对组织和性能的改善作用在其加入量为1．0％附近时效果较好。     

不同钒含量对低铬合金铸铁组织和性能的影响

采用金相显微镜、X射线衍射仪、硬度及冲击韧度仪,研究了钒含量对低铬合金铸铁组织和性能的影响。结果表明:随着钒含量的增加,铸态试样的硬度和冲击韧度都增大;钒含量达到1%时,硬度可达到HRC 56.7,钒含量为0.75%时,冲击韧度达到最大值5.75 J/cm2;经过950℃保温3 h热处理后,试样的硬度和冲击韧度都有较大程度的提高;钒含量为0.75%试样的硬度达到HRC 63.3,钒含量为0.5%试样的冲击韧度达到9.13 J/cm2。钒的加入不仅可以细化晶粒,也可以提高材料性能。热处理后金相组织中网状碳化物数量减少,局部出现断网,碳化物尖角钝化,有白色碳化物析出。     

发展另一种热作模具钢的途径

本文评价了发展一种抗回火软化与经济地使用合金元素相结合的钢种的途径。为了获得所希望的回火性能,它是利用非碳化物形成元素来促进二次硬化反应,并且利用钒添加物来减少 Mo_2C 的粗化速率。本文研究了五种合金。这些合金是具有一种基本成分的二次硬化钢。基本成分的钢通过加入2%(重量)Si 以及复合加入1%(重量)Si 和1%(重量)Al 来改性。对这两种改性的钢再分别添加0.4%(重量)V 来制得另两种合金。研究发现,无钒的两种改性钢是以相同的显著程度促进二次硬化,而回火温度高于600℃时就迅速软化。但是,加钒的合金在650℃后硬度仍超过 HRC50.同样,Si 添加物对抗回火软化显得必不可少,硅也有集于奥氏体化后初生碳化物的保持;但是当硅超过一定量时,钢在高温回火后就会引起脆性晶间断裂。     

微量Sn对灰铸铁组织和性能的影响

Sn作为一种合金化元素,在灰铸铁中既可强烈促进珠光体的生成,又可细化珠光体.在实际生产中,由于某些生铁中含有过量的Sn,铸件易产生裂纹或显微裂纹,导致铸件报废.制备了不同Sn含量的铸件试样,并测定了其抗拉和抗弯强度,用金相显微镜观察不同Sn含量对铸件的石墨形态和基体组织的影响,同时详细考察了其铸造性能.结果表明:适量的Sn会促进珠光体基体的形成、细化共晶团,而对石墨的组织和形态无明显的不良影响.同时微量的Sn溶于奥氏体中,降低了发生先共析铁素体和珠光体的温度范围,使收缩率降低.但过量的Sn增加碳化物和磷共晶的数量,同时使灰铸铁的白口宽度增加,使铸件产生硬脆性,从而导致热裂和冷裂,这是铸件产生裂纹的主要原因.在生产中,应采取措施使铸铁中Sn含量控制在0.102％以下,并结合孕育处理等措施改善铸件的组织,提高力学性能.     

稀土元素对高温耐磨堆焊合金性能影响的研究

研究在焊条药皮中加入不同含量的稀土元素对１Ｃｒ５Ｗ１０Ｍｏ２Ｖ３堆焊合金高温性能，碳化物形成及分布，耐磨性的影响，试验结果表明加入适量的稀土元素，可提高组织的高温稳定性，回火二次硬化、抗蠕变能力，细化晶粒，改善塑韧性，使碳化物在晶界聚集形成耐磨网架，比不加稀土元素的同类合金耐磨性提高１倍。     

钒对高铬铸铁耐磨性能的影响机理研究

研究了添加不同钒含量高铬铸铁的硬度以及耐磨性能与组织结构之间的关系.结果表明,钒的加入可显著细化高铬铸铁的基体组织,改变了碳化物的形态及分布,提高了高铬铸铁硬度及耐磨性能.当钒含量为1.8%时,高铬铸铁硬度达到63 HRC,抗磨损性能最好,并确定了最佳热处理工艺为1020℃保温2h,淬火,再经250℃保温4h,回火.     

RE元素对灰铸铁组织和性能影响的研究

介绍了RE元素对灰铸铁组织和性能影响的研究方法:在其他条件均相同的条件下,添加不同含量的RE元素,检测灰铸铁的组织和力学性能。试验结果表明:(1)添加微量的RE,具有比75SiFe更好的孕育效果,明显减轻铸件白口倾向,RE元素相对于S元素过量易形成碳化物,并使石墨蠕化;(2)RE元素与N元素复合加入,能够提升灰铸铁的强度;(3)加大合金添加量,并通过RE进行孕育处理,能够明显提升灰铸铁强度,材料白口倾向很小。     

微合金化元素对低合金铸钢组织和性能的影响

研究了稀土、铌、钒、钛等元素对低合金铸钢组织和性能的影响。结果表明，强碳化物形成元素（铌、钒、钛等）可细化晶粒和沉淀强化，显著提高铸钢强度；稀土则可细化晶粒并改善非金属夹杂物的形态和分布，显著提高钢的韧性。这些合金元素复合处理铸钢，则可获得显著的强韧化效果     

钒对铸铁组织和性能的影响

简单介绍了钒的理化性能及Fe-V相图的特征情况,示出了钒对Fe-C相图中C点、对铸铁稳定和亚稳定共晶平衡温度的影响情况;综述了钒对铸铁金相组织和力学性能的影响,指出：在铸铁中加入钒以后,会使基体组织细化,含钒碳化物会使片状珠光体变成粒状珠光体;ω（V）量在0.5%以下时,随ω（V）量增加抗拉强度呈直线增加,同时钒也可提高铸铁的硬度和耐磨性能。最后,阐述了高铬白口铸铁与球墨铸铁中钒的作用与特性。     

原位合成(Ti,V)C增强铁基耐磨复合材料的研制

采用激光熔覆技术，通过调节钒含量制备多组Fe-Ti-V-C合金系统. 借助金相、SEM和XRD等分析手段对熔覆层组织和碳化物形貌进行分析. 结果表明，熔覆层中随着钒含量的提高，基体组织由F向F+M转变；颗粒状复合碳化物(Ti,V)C的数量逐渐增多，当加入钒含量超过13.3%时，初生(Ti,V)C形态由颗粒状转变为花瓣状. 此外湿砂磨粒磨损试验表明,适量钒显著改善了熔覆层的耐磨性，当钒含量为13.3%时，大量颗粒状复合碳化物(Ti,V)C均匀弥散分布在铁素体及针状马氏体基体上，使得熔覆层具有最佳的耐磨性.     

碳化物对CADI硬度和冲击韧度的影响

对于含碳化物等温淬火球墨铸铁(CADI),加入以铬为主的碳化物形成元素,并采用奥氏体化工艺来控制组织中碳化物的量.结果显示,随着试样中的铬的加入量从0.553％增加到0.997％,基体中碳化物量增多,经920℃保温100 min奥氏体化、然后在280.℃进行等温淬火处理90 min,后其硬度从42.7 HRC提高到50.5 HRC,但冲击韧度从61.4 J/cm2下降到37.8 J/cm2.