Microstructure and Mechanical As-Cast Alloyed Bainite Ductile Properties of a Wear-Resistant Iron

An as-cast bainite ductile iron with excellent mechanical properties and wear resistance was fabricated by alloying and centrifugal casting method, and the alloyed chemical composition was optimized by using the thermodynamic software Thermo-Calc. By using optical microscopy, transmission electron microscopy, scanning electron microscopy, and X-ray diffraction, the microstructure of the as-fabricated bainite ductile cast iron was characterized pertinent to the elements distribution in matrix and features of ferrite and retained austenite. The results of mechanical properties test show that the hardness and compressive strength of this alloyed ductile iron are 52 HRC and 2,200 MPa, respectively. The as- cast bainite ductile iron possesses highly abrasive wear resistance and the reason can be ascribed to the solid solution of the elements Si, Ni, Cu, and Mn in the austenite and the formation of carbides of elements Cr and Mo. The strength of bainite ductile iron is increased by the acicular bainitic ferrite in the matrix.     

铸态贝氏体球铁齿轮的研制

选择适当的化学成分,用铜和钼配合进行合金化,采取一定的工艺手段,可以获得铸态贝氏体球铁,其基体组织主要由羽状贝氏体和残留奥氏体构成,具有良好的综合力学性能.目前已在减速机齿轮中得到应用.     

奥-贝球铁焊缝的组织与力学性能

用Ｘ射线衍射仪，光学显微镜和电子显微镜，系统地研究了球铁焊缝金属等温贝氏体转变过程，等温温度等温时间为焊缝组织与力学性能的影响。研究结果表明，球铁焊缝金属贝氏体相变快，等温时间在１５－２４０ｍｉｎ范围内焊缝基体组织主要为贝氏体铁素体和残工体且具有高的综合力学性能。     

奥－贝球铁焊缝的组织与力学性能

用Ｘ射线衍射仪、光学显微镜和电子显微镜，系统地研究了球铁焊缝金属等温贝氏体转变过程，等温温度及等温时间对焊缝组织与力学性能的影响。研究结果表明，球铁焊缝金属贝氏体相变快，等温时间在１５～２４０ｍｉｎ范围内焊缝基体组织主要为贝氏体铁素体和残余奥氏体且具有高的综合力学性能。随着等温温度从３１０℃增至４００℃，焊缝金属中残余奥氏体量增多，贝氏体铁素体条宽化，焊缝塑性提高，强度降低。     

球墨铸铁的塑性变形及奥贝组织研究

利用Gleeble-1500热力学模拟机、光学和透射电子显微镜对球墨铸铁变形前后以及等温淬火处理后的组织进行了分析。结果表明,球铁热塑性变形最佳温度在750—800℃区间,此时流变应力接近950℃时的流变应力;变形后球铁为三层组织结构“球状石墨＋蠕虫状石墨＋流线型石墨”;在透射电镜下清楚地观察到不同形状的下贝氏体和上贝氏体形貌以及典型的隐“M”型马氏体形貌。     

准铸态贝氏体低碳球铁的组织分析

采用扫描电镜和X射线衍射仪对准铸态贝氏体低碳球铁的组织结构、断口形貌和微区成分进行了分析和研究。结果表明,经准铸态贝氏体工艺处理后,低碳球铁的基体组织以针状无碳贝氏体为主,并有25％～28％的奥氏体;准铸态贝氏体低碳球铁韧塑性的提高,与其组织中形成的大量奥氏体和镶嵌在当中的针状无碳贝氏体密切相关。     

等温淬火工艺对ADI耐磨性的影响

研究了等温淬火工艺对ADI耐磨性的影响。结果表明：当等温温度在260～380℃时,随着等温淬火温度的升高,耐磨性逐渐降低;360℃等温淬火时,耐磨性最差;继续升高等温淬火温度,耐磨性又有升高的趋势;当等温时间在30～120min,随着等温淬火时间的增加,耐磨性逐渐降低;等温淬火60min时,耐磨性最差;等温淬火时间继续延长,耐磨性又有升高的趋势。     

合金元素及热处理工艺对控制冷却贝氏体球铁性能的影响

着重讨论合金元素Si、Mn及回火温度对控制冷却获得贝氏体复相球墨铸铁性能的影响 ,对比研究控制冷却、空淬、水淬热处理工艺下试样的性能 ;结果表明 ,2 .8%～ 3.2 %Si ,2 .7%～ 3.2 %Mn ,喷淋控制冷却后经 2 0 0～ 30 0℃低温回火 ,试样的力学性能最佳。控制冷却所获得的试样力学、磨损性能最优。     

铸态奥贝球铁组织与性能的研究

探讨了在砂型连续冷却条件下,向球铁中同时添加cu、Ni、Mo等合金元素,获得以奥氏体 贝氏体为主的多相复合组织球铁;考察了在冷却条件一定的情况下,添加合金总量对其力学性能的影响.结果表明:当添加合金总量(质量分数)大于3.60%时,铸态球铁ob可以稳定在900 MPa以上;当添加合金总量达到3.95%时,铸态球铁具有最佳的综合力学性能;继续增加合金添加量,冲击韧度和伸长率将下降.     

贝氏体—马氏体抗磨球墨铸铁热处理工艺的试验研究

试验研究了淬火介质、奥氏体化温度和回火温度对贝氏体－马氏体抗磨球墨铸铁组织与性能的影响。选择合理的热处理工艺，获得了优良的性能，洛氏硬度达50－55HRC,冲击韧度为8－15J／cm^2,φ80mm磨球冲击疲劳寿命（落球试验的跌落次数）达2万次以上。     

Microstructure and Mechanical Properties of As-Cast Ductile Irons Alloyed with Manganese and Copper

The present investigation was carried out to study the effect of manganese and copper addition, singly as well as in combination, on the microstructure, micro-segregation, and mechanical properties of ductile irons. Alloy A (3.18C, 2.64Si, 0.45Mn), alloy B (3.35C, 2.51Si, 0.82Mn), alloy C (3.16C, 2.80Si, 1.08Mn, 0.56Cu), and alloy D (3.18C, 3.00Si, 1.04Mn, 1.13Cu) were melted and cast in the form of Y-block test pieces. The cast microstructures varied from ferrito-pearlitic in alloys A, B, and C to pearlitic in alloy D. However, on XRD analysis and SEM examination, the presence of martensite patches was also detected. There was a marginal decrease in nodule count in alloy B. In alloys C and D, nodule counts were higher, but the proportion of ferrite decreased drastically. Alloy D was found to be the strongest (UTS????800?MPa, El?=?5%) with alloys A and C coming next in strength; while alloy B was weakest of the four. The presence of martensite patches in association with pearlite appears to be responsible for low toughness of these alloys. Microprobe analysis shows some silicon segregation near the graphite nodules and practically little segregation of manganese. Elemental mapping by FE-SEM does not indicate any manganese segregation.     

贝氏体相变与等温淬火球铁

详细介绍了贝氏体相变的特征及其分类。指出不同化学成分和不同等温温度时贝氏体相变产物的组织形态不同，铁素体是贝氏体中不可缺少的组成部分，以及碳化物的存在与否不是判断贝氏体的必要依据。研究了等温淬火球铁的相变过程，指出了对等温淬火球铁组织命名的看法。     

铁素体球墨铸铁凝固形貌及力学性能

结合铸造模拟仿真技术,研究了不同热模数铁素体球墨铸铁的凝固形貌和力学性能.结果表明:热模数较低(Mc=0.65 cm)时,奥氏体枝晶以大量球团状晕圈为主,石墨分布均匀、圆整度高,韧性较好;热模数增大到2.1 cm,离异树枝晶含量增多且晶粒粗大,石墨形态异化且珠光体含量较多,屈服强度和冲击韧性恶化.     

铬,铜对磷硼铸铁组织及性能的影响

在磷硼铸铁的基础上加入一定数量的合金元素铬和铜，可使大型铸件的组织得到细化，硬质相得到进一步强化，提高了大型铸件的机械性能     

连续冷却贝氏体球铁成分和工艺的研究

探讨了连续冷却的各工艺参数对含铬、钼、铜、锰、硼、铌等多元微量元素的合金球铁显微组织和强韧性能的影响,从而制订了获得贝氏体组织的新工艺,并以锤片、齿轮、杂质泵过流部件等为对象进行了生产验证,结果表明,采用该工艺可以稳定地获得贝氏体组织,其力学性能良好(硬度超过50HRC,冲击韧度超过10J·cm-2),经济效益显著。     

铬对铸态珠光体球铁显微组织的影响

采用电子探针和X-射线衍射测量铬在铸态球铁组织中的分布和形态,分析铬对铸态珠光体球铁组织的影响.结果表明,铬在渗碳体中具有严重的偏析倾向,并具有细化和促进珠光体形成的作用.     

硅对铸态厚断面高韧性球墨铸铁组织及性能的影响

研究了硅对铸态厚断面高韧性球墨铸铁组织及性能的影响。试验结果表明,硅主要分布于基体中,富集于奥氏体壳局部区域时,降低奥氏体壳的熔点,延长石墨自由生长的时间,造成石墨畸变。在铸件壁厚为100mm,树脂砂工艺条件下,硅含量为2．0％～2．5％时,石墨球化等级2～3级,球径等级6-7级,基体为铁素体。抗拉强度大于400MPa,伸长率大于20％,-20℃时的冲击韧度在16J／cm^2以上。硅含量达到2．9％时,易产生开花状石墨和碎块状石墨,铸件的性能严重下降。     

显微组织和环境温度对球墨铸铁磨损行为的影响

采用销盘式高温磨损实验机在不同环境温度和载荷下对球墨铸铁进行干滑动磨损试验,研究了球墨铸铁显微组织对磨损性能的影响,呆用SEM和XRD分析磨损表层以及亚表层形貌、成分和结构,初步探讨磨损机制.研究表明,基体组织对球墨铸铁磨损性能有着显著影响.随着基体硬度的提高,轻微磨损向严重磨损转变的临界载荷大大提高.随着环境温度升高,形成碳还原气氛使得磨面上氧化物数量减少.球墨铸铁室温下磨损机制主要为粘着磨损和磨料磨损,200℃时磨损机制仍为粘着磨损,400℃时磨损机制主要为氧化物的疲劳剥落.     

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.     

离心球墨铸铁管的组织及退火工艺研究

从大型离心球墨铸铁管上取样，用光学金相、电子金相法研究了铸造和不同退火状态下的离心球墨铸铁的组织，实行了低温退火新工艺。研究表明，采用低温退火，使片状珠光体转变为粒状珠光体，并且控制粒状珠光体量为15%-25%，其余为铁素体 石墨，具有良好的综合力学性能。