镍含量对球墨铸铁组织性能的影响

为了改善球墨铸铁的低温冲击性能,研究了不同镍含量对铸态球墨铸铁组织性能的影响和镍含量为0.6%退火态球墨铸铁的组织和低温冲击性能。结果表明:不同镍含量下球墨铸铁铸态显微组织均为铁素体+石墨球+少量珠光体组成,随着镍含量在0.0%~0.6%之间的增加,铁素体晶粒逐渐细小,石墨球亦逐渐细小圆整,且数量增多,镍含量为0.8%时,石墨球化率和均匀性下降。随着镍含量的增加,珠光体的含量增加,球墨铸铁的硬度和抗拉强度逐渐提高,屈服强度先升高后下降,而伸长率却总体呈下降趋势。镍含量为0.6%的球墨铸铁经760℃加热,零保温,随即以5℃/min冷却速度降温到620℃后出炉空冷后,得到了铁素体+石墨球组织,冲击试样在-60℃下仍然属于韧性断裂,冲击功仍高达13.2 J,能够满足工程机械零部件在较低温下工作冲击韧性的需求。     

镍对低温高韧性球墨铸铁组织及性能的影响

试验采用了0-1.2%的镍对低温球墨铸铁进行合金化,并采用两阶段退火工艺进行热处理.结果表明,材料的微观组织由铁素体+石墨球+极少珠光体组成.加入质量分数0.71%Ni的球铁,经热处理后具有良好的冲击韧度,在-20℃、-40℃温度环境下,其冲击韧度分别达到16.6J和12.8J,可以满足球墨铸铁件在高寒地区的使用要求,并保证了在不降低低温冲击韧度的前提下,提高材料强度和硬度,从而弥补因硅量降低带来的强度不足的问题.     

热处理工艺参数对等温淬火镍铜合金球墨铸铁组织和性能的影响

研究了等温淬火温度对不含钼的镍铜合金化奥贝球墨铸铁力学性能和显微组织的影响。采用Hartley试验方案,定量分析了镍铜奥贝球墨铸铁的冲击韧度、硬度与奥氏体化温度、保温时间、等温淬火温度和等温时间之间的关系。     

镍和硅复合添加对低温高韧性球墨铸铁组织和性能的影响

采用1.2%～1.8%的镍对低温球墨铸铁进行合金化,同时加入2.0%～2.5%Si,并采用石墨化两阶段退火或低温石墨化退火工艺进行热处理。结果表明,热处理后材料的微观组织由铁素体、球状石墨和极少珠光体组成。当Si量为2.01%,Ni量为1.2%时,-20℃和-40℃的低温冲击功AKV都最高,分别达到16.3 J和13.6 J,同时抗拉强度大于400 MPa,伸长率高达23%。因此,要获得低温高韧性球墨铸铁,即保证不降低材料低温冲击功的前提下,提高其抗拉强度,应该选择合理的镍、硅含量,其中Ni量不超过1.5%,Si量在1.9%和2.3%之间。     

镍铬添加对球墨铸铁显微组织及性能的影响

在球墨铸铁中添加镍和铬元素,研究其对组织与性能的影响。结果表明,向QT450-10-10牌号球铁中适量复合添加镍、铬可以生产高性能的球墨铸铁,显著细化晶粒,提高硬度、拉伸强度及耐蚀性能。镍对冲击性能的提高更加明显。     

硼对等温淬火球墨铸铁组织及性能的影响

研究了不同硼含量对等温淬火球墨铸铁(ADI)的组织、力学性能及耐磨性能的影响.结果表明:铸态下,随着硼含量的增加,石墨球化效果降低,石墨球径增加,数量减少,碳化物数量增多.经900℃奥氏体化1.5 h,280℃等温淬火2h后,试样组织为石墨球、奥铁体和少量碳化物,硼的主要存在形式为Fe23(CB)6、Fe2B和Fe3B.当硼含量小于0.020％时,随着硼含量的增加,试样的布氏硬度、抗拉强度、耐磨性均增强,伸长率降低.当硼含量为0.020％时,试样布氏硬度可达HBW484,抗拉强度可达1 470MPa,磨损率为1.12 mg/m,伸长率为1％.     

等温淬火对含铬球墨铸铁组织及性能的影响

研究了等温淬火工艺对含铬球墨铸铁组织、硬度、冲击性能和耐磨性的影响。结果表明：奥氏体化温度升高,能促进球状石墨长大,增加残留奥氏体含量。淬火后组织主要为球状石墨、针状贝氏体、含铬碳化物及残留奥氏体。当淬火等温温度在240～270 ℃,随着等温温度升高,试样硬度和耐磨性均降低;在240 ℃等温时冲击韧度较低,继续升高等温温度,冲击韧度先增大后降低;当试样经910 ℃×80 min奥氏体化、270 ℃×180 min等温淬火后,含铬球墨铸铁的硬度可达54.1 HRC、冲击韧度αk可达8.1 J·cm-2,有较好的耐磨性。     

原料配比对球墨铸铁组织性能的影响

采用不同原料配比的生铁和废钢,通过硅铁及电极石墨增碳剂的调节,在相同铸造工艺条件下,制成化学成分基本相同的球墨铸铁;经相同的低温正火热处理后,对各原料配比球墨铸铁的组织和性能进行了研究;根据实际生产需要,提出了合理的原料配比方案.     

铜对球墨铸铁组织和性能的影响

加铜的球墨铸铁无论铸态或热处理都引起了组织及性能的变化，这种改变拓宽了球墨铸铁的应用范围，本文介绍了铜在球铁中的加入工艺及其对组织和性能的影响。     

锰含量对铸态球墨铸铁组织及性能的影响

通过强化孕育处理,细化石墨球,增加共晶团数目,以减轻锰在铸态组织中共晶团晶界处的偏析程度,可将锰量提高至超出常规的限度.如锰高达1.16%时,铸态可得到45~70%铁素体,使δ>10%.试验表明,可将锰视为强化合金元素,得到铸态混合型基体组织,从而显著提高球铁的强度.     

浇注温度对球墨铸铁消失模铸造组织及性能的影响

在不同浇注温度下制备了消失模铸造球墨铸铁Y型试块,对比分析了球墨铸铁的石墨形态、基体组织及力学性能的区别.结果表明:当浇注温度较高时(约1 510℃),由于碳、硅烧损严重,在球墨铸铁的基体组织中生成大量的碳化物;浇注温度较低时(约1 410℃)不利于球墨铸铁的球化,降低了球墨铸铁的球化率及球化级别,由于球墨铸铁的球化效果不良,导致球墨铸铁的抗拉强度及伸长率降低;而1 460℃的浇注温度对于消失模铸造球墨铸铁比较适宜.     

淬火工艺对球墨铸铁汽缸套组织及性能的影响

研究了亚温淬火和常规等温淬火对球墨铸铁汽缸套组织及性能的影响。结果表明,亚温淬火后,球墨铸铁的组织为下贝氏体+富铜的残余奥氏体+块状铁素体+少量含铌碳化物,硬度不小于300 HB;常规等温淬火后,球墨铸铁的组织为下贝氏体+富铜的残余奥氏体+少量含铌碳化物,硬度不小于350 HB。与常规等温淬火汽缸套相比,亚温淬火汽缸套的抗拉强度、硬度有所降低,弹性模量、线膨胀系数、导热系数基本不变,断后伸长率有所增加。在润滑状态及负载恒定的情况下,两种淬火工艺的汽缸套的摩擦系数均随转速提高而降低,但与常规等温淬火相比,亚温淬火汽缸套的摩擦系数更小。亚温淬火汽缸套的加工性能显著改善,同等条件下加工数量为常规等温淬火汽缸套的5倍以上。     

硅对固溶强化球墨铸铁组织及性能的影响

采用OM、SEM和万能拉伸试验机研究了硅对固溶强化球墨铸铁组织及性能的影响。结果表明:固溶强化球墨铸铁的硅含量在3.60%~4.48%变化时,随着硅含量的增加,铁素体含量增加,3.60%Si试样的基体组织为90%铁素体+10%珠光体,3.73%Si、3.93%Si、4.25%Si和4.48%Si试样的基体组织均为单一铁素体;石墨球化率和石墨球数量基本不变,石墨球尺寸逐渐减小;固溶强化球墨铸铁的抗拉强度和硬度逐渐增大,伸长率先增大后减小;腐蚀速率逐渐降低,耐腐蚀性能逐渐增强;氧化速率逐渐降低,抗氧化性能逐渐增强。     

淬火温度对球墨铸铁组织和性能的影响

利用中频感应熔炼炉制备球墨铸铁,采用淬火-配分的方法进行热处理,通过X-ray衍射仪、光学显微镜、场发射扫描电镜和硬度计分别研究了淬火温度对球墨铸铁的微观结构和力学性能的影响。结果表明:不同淬火温度下所有试样都含有马氏体和残余奥氏体;随着淬火温度升高,球墨铸铁中残余奥氏体的含量呈现非单调变化,先增加后减小,在淬火温度为200℃时,残余奥氏体的含量达到最大值,约为27.1%;而残余奥氏体中碳含量与残余奥氏体含量呈现相反的变化,随淬火温度的升高,在180~220℃范围达到最低值;硬度试验结果表明,未经配分处理的试样的硬度明显大于配分时间为30 min的试样的硬度;随淬火温度增加,相同配分时间制备的球墨铸铁硬度呈下降的趋势。     

镍和硅对低温高韧性球墨铸铁耐蚀性能的影响

通过模拟海水静态全浸腐蚀试验,研究了镍和硅对低温高韧性球墨铸铁的耐蚀性能的影响.结果表明:在硅量一定时,腐蚀速率随镍量的增加而降低;在镍量一定时,腐蚀速率随硅量的增加而降低.在所设计的成分范围内,低温高韧性球墨铸铁的腐蚀速率都小于0.1g·m-2· h-1,属于1级耐蚀等级.当Si量为2.46％,Ni量为1.74％时,在3.5％NaCl腐蚀液中的腐蚀速率最低为0.042 86 g·m-2·h-1.     

钒对含碳化物等温淬火球墨铸铁组织及性能的影响

研究了钒对含碳化物等温淬火球墨铸铁(CADI)的组织、力学性能及耐磨性能的影响.结果表明,铸态下,随着含钒量的增加,组织中碳化物的数量逐渐增多,经过900℃的奥氏体化保温1.5 h+250℃等温淬火保温1.5 h热处理后,含钒0.4%的试样组织为下贝氏体+10%碳化物+残余奥氏体.经测试含钒0.4%的试样综合性能最佳,抗拉强度为1070 MPa,硬度为HRC 52.9,冲击韧度为28.26 J/cm2,磨损率为0.54 mg/m,相对耐磨性比不加钒时提高了24%.     

热处理工艺对球墨铸铁曲轴组织和性能的影响

<正>曲轴作为发动机重要的保安元件以及其工况条件的恶劣,要求其具有较高强度的同时具有一定的韧性。以球铁代替锻钢已成为曲轴材料发展的趋势[1]。影响     

Sb对厚大断面球墨铸铁组织和性能的影响

研究了Sb对厚大断面球墨铸铁组织和力学性能的影响,详细阐述了该试验采用的炉料、化学成分、球化处理、孕育处理以及热处理等试验方法。试验结果表明:(1)合理的RE加入量可以中和Sb的反球化作用,改善石墨形态,增加石墨球数量;(2)Sb强烈细化珠光体,但是含量太高会导致碳化物的生成;(3)采用940℃(3 h)+460℃(4 h)的热处理工艺,合金含量为w(Cu)1.0%、w(Sn)0.15%和w(Sb)0.025%时,70 mm厚的附铸试块性能可以达到QT800-2的要求。     

Cr对马氏体球墨铸铁磨球组织和性能的影响

研究了两种不同Cr含量的马氏体球墨铸铁磨球(Φ110 mm)内外层微观组织和硬度。结果显示,磨球的表层组织以马氏体和石墨球为主,不含Cr的磨球心部组织以片层状的珠光体为主,还有石墨和少量铁素体;加入0.4%Cr后,磨球心部以马氏体为主,含一定数量的碳化物。硬度测试结果表明不含Cr磨球外层硬度约HRC50,心部硬度仅HRC30,内外层硬度相差HRC20;加Cr后因引入了碳化物,外层硬度提高到HRC59,而内外层硬度差仅HRC3。与高铬铸铁磨球相比,含Cr的马氏体球墨铸铁磨球具有较好的综合性能,在较大冲击环境下具有更好的应用前景。     

Ni对高锰奥氏体球墨铸铁组织和性能的影响

为减少奥氏体铸铁中镍的添加量,研究了3种不同镍含量的Fe-13Mn-3.5C-3Si-3Cu-xNi高锰奥氏体球墨铸铁.铸铁经固溶处理后,奥氏体基体上的碳化物数量随镍含量的降低增多,抗拉强度、抗弯强度、伸长率以及冲击韧度均下降.镍含量为4％和8％时,铸铁表现出优异的综合力学性能,其较高的强度和塑性源于形变过程中的TWIP效应.随着镍含量从8％降为0,铸铁的摩擦系数和磨损率先增大后减小,其主要磨损机理由粘着磨损变为磨粒磨损.研究表明,为保证奥氏体球铁的综合性能,合金中需保留少量的镍元素.