RE对高铬铸铁定向凝固组织和力学性能的影响

采用液态金属冷却的高温度梯度定向凝固设备,研究了RE对高铬铸铁定向凝固组织和力学性能的影响.研究表明,稀土主要位于高铬铸铁的基体组织中,随凝固速度的增加,稀土在基体中的含量增加;稀土对高铬铸铁定向凝固组织中的碳化物具有细化作用,并随凝固速度的增加,定向凝固高铬铸铁组织细化程度提高,同时稀土的加入使高铬铸铁的抗拉强度明显提高.     

高铬铸铁的冲蚀磨损性能研究

利用自制射流式气固冲蚀磨损实验机研究了耐磨材料高铬铸铁的冲蚀磨损性能。对该材料的组织和冲蚀磨损后的形貌采用扫描电镜(SEM)进行表征。分析了冲蚀角、冲蚀时间和冲蚀石英砂粒径对其冲蚀磨损性能的影响,研究了该高铬铸铁的冲蚀磨损机理。结果表明:60°冲击角作用下,冲蚀磨损最严重。随着冲蚀磨损时间的延长,冲蚀粒径的增大,高铬铸铁的磨损均加剧。     

定向凝固高铬铸铁Cr28的组织和腐蚀磨损性能

研究了定向凝固工艺制备的高铬铸铁Cr28的组织和性能,并将其与普通砂型铸造制备的高铬铸铁Cr28及Cr15Mo3进行比较。结果表明:本实验中所采用的简易定向凝固工艺能够实现高铬铸铁碳化物的定向排列,且与激冷面距离不同处,碳化物形态、分布和平均间距不同;在高温热强碱冲蚀磨损实验中,垂直于磨损面定向排列且分布较均匀的碳化物能使定向凝固高铬铸铁具有更好的耐磨蚀性能,碳化物平均间距λ在16~17μm之间时其耐磨蚀性能最佳;相对硬度而言,定向凝固得到的定向排列的碳化物对材料耐磨蚀性的影响更为突出。     

过共晶高铬铸铁的定向凝固

在高铬铸铁的凝固过程中,凝固速度的变化会影响初晶碳化物和共晶碳化物的析出,并由此影响高铬铸铁的硬度、强度和耐磨性。试验利用定向凝固装置,研究凝固速度对初晶碳化物体积分数的影响及凝固速度与共晶高铬铸铁的宏观硬度、抗拉强度及耐磨性之间的关系。试验研究得出定向凝固过共晶高铬铸铁的磨损量仅为普通高铬铸铁的三分之一。     

Mo、Cu对高铬铸铁凝固组织和亚临界热处理硬化行为的影响

研究了Mo和Cu对高铬铸铁凝固组织和亚临界热处理硬化行为的影响。研究表明，添加Mo和Cu可以使高铬铸铁的凝固组织获得更多的残留奥氏体。含有Mo和Cu的高铬铸铁在亚临界热处理过程中有明显的二次硬化现象。由于Mo是强碳化物形成元素与碳原子之间有强的相互吸引作用，阻碍碳原子在凝固冷却时碳从奥氏体向液相扩散，使共晶奥氏体的碳含量较高，导致奥氏体的Ms点降低，使得铸态组织获得更多的残留奥氏体。固溶于奥氏体中的Cu对奥氏体中碳在亚临界热处理过程中的析出具有很强的阻碍作用，所以与没有添加Mo和Cu的高铬铸铁比较，添加Mo和Cu的高铬铸铁二次硬化峰的出现需要更高的温度或者更长的保温时间。     

改善高铬铸铁力学性能的研究方法

综述了高铬铸铁的基体组织和碳化物，介绍了近年来国内外研究学者最常用的提高高铬铸铁力学性能的方法：热处理和合金化。发现高铬铸铁的高磨损性能及其他力学性能主要取决于共晶碳化物的数量、类型及基体组织。可通过热处理、合金化等方法，在高铬铸铁凝固过程中改变高铬铸铁的基体结构、改善碳化物的形貌、控制碳化物的生长等方面对高铬铸铁的性能进行优化。最后，对未来的研究方向提出了展望。     

碳化钨/铁基铸造复合材料的抗冲蚀磨损性能

采用真空负压工艺获取碳化钨颗粒增强铁基表面复合材料,分析复合层微观经组织结构,并模拟实际工况考察复合层的抗浆料冲蚀磨损性能。结果表明,碳化钨颗粒增强铁基表面复合材料具有良好的组织结构和优异的抗冲蚀磨损性能,与高铬铸铁相比其抗冲蚀性是高铬铸铁的３￣４倍。     

热处理对高铬铸铁组织及其耐磨性能的影响

采用金相显微镜和洛氏硬度计研究淬火温度、冷却方式和回火温度对高铬铸铁组织和硬度的影响,并采用MLD-10型冲击磨料磨损试验机进行磨损试验,研究高铬铸铁的抗磨粒磨损性能和磨损机理。研究结果表明:本试验的最佳热处理工艺为970℃×2 h风冷+水雾淬火+460℃×4 h回火;高铬铸铁的磨损量随冲击功的增加而增大;在低冲击功条件下,高铬铸铁的磨损以显微切削为主,凿削磨损较少;随冲击功的增加,凿削磨损作用明显增强,磨损以显微切削和脆性断裂为主;当冲击功较大时,高铬铸铁的磨损机制主要是凿削磨损和切削磨损共同作用,此时还存在部分疲劳磨损现象。     

高铬铸铁筛板的铸造

高铬铸铁作为抗磨铸铁材料,在低应力冲蚀磨损条件下,使用价值很大.但是由于高铬铸铁的铸造性能差,铸件常出现缩、裂及夹渣等缺陷.我厂在试制高铬铸铁筛板铸件时,曾因     

B对Cr27型高铬白口铸铁组织和性能的影响

通过改变加入硼元素的含量,研究Cr27型高铬白口铸铁中碳化物和基体的改变对硬度、冲击性能以及耐磨性的影响,并对材料的冲蚀磨损机理做了进一步的解释。结果表明:随着硼含量的增加,碳化物逐渐粗化,高铬白口铸铁的冲蚀性能逐渐恶化。当硼含量为0.5%时,铸铁的综合力学性能达到最佳。     

黄河用水泵材质水沙磨损的研究

用沙粒磨损试验装置模拟黄河用水泵过流部件材质的磨损特性，对２０＃钢，１Ｃｒ１３不锈钢，２０Ｃｒ５Ｃｕ钢和高铬白口铸铁等四种材料进行对比试验。结果表明，高铬白口铸铁有良好的抗水沙磨损能力? 磨损试件表面微观分析表明，１Ｃｒ１３，２０Ｃｒ５Ｃｕ钢的表面有较集中的沿水流方向的划痕，其形貌显示出冲蚀坑；高铬铸铁没有观察到明显的划痕，其形貌是一部分突出，一部分呈冲蚀坑，并在碳化物突出部有断裂的划痕。     

热处理对高铬铸铁凝固组织及力学性能的影响

对高铬铸铁凝固组织进行热处理,力求改善高铬铸铁中基体组织、碳化物的尺寸、形态和分布,使之充分发挥材料潜力.研究结果表明:经热处理后,高铬白口铸铁中初生奥氏体的稳定性下降,在随后的冷却过程中转变为马氏体组织,而碳化物的形貌略有改善;在力学性能方面表现为较高的硬度和一定韧性的较佳匹配.     

高铬铸铁叶轮的浇注系统

高铬铸铁是目前所研究的抗磨铸铁材料中较为理想的材料,特别是在低应力冲蚀磨损条件下,使用价值更为突出。但是,由于高铬铸铁的铸造性能较差,铸件常出现缩孔、缩松、裂纹及浇不足、皱皮、夹渣     

基于ANSYS的高铬铸铁凝固过程温度场模拟

通过向高铬铸铁铁水中插入不锈钢棒以改变铁水凝固的温度场,利用ANSYS软件模拟了高铬铸铁凝固过程中的温度场,获得了温度场的变化规律以及温度场的分布特征,分析了温度场的变化对高铬铸铁凝固组织的影响。结果表明,铁水开始凝固时温度场变化对凝固组织有重要的影响。在高铬铸铁铁水和不锈钢棒交界处,凝固初期温度场变化最大,凝固组织最为细小;在坩埚壁与不锈钢棒之间的中部铁水区域,凝固初期的温度场变化平缓,凝固组织最粗大。凝固初期温度场的模拟结果对铸件凝固组织特征具有较好的预测作用。     

稀土对高铬铸铁三体腐蚀磨损特性的影响

为改善高铬铸铁腐蚀磨损抗力,研究了稀土加入量对高铬铸铁腐蚀及腐蚀磨损特性的影响。结果表明:加入0.2%左右的混合稀土,高铬铸铁具有较低的腐蚀速度,较高的腐蚀电位及优良的抗腐蚀磨损耐磨性。     

含碳化物等温淬火球墨铸铁的料浆冲蚀磨损特性

对不同等温淬火温度下获得的含碳化物等温淬火球墨铸铁(CADI)在弱酸性(p H=4)料浆中的冲蚀磨损性能进行了研究,并与高铬铸铁和低铬铸铁进行了对比。结果表明,在实验温度内(210~300℃),随等温淬火温度升高,CADI相对耐磨性先降低后升高;CADI材料冲蚀磨损机理主要为冲蚀疲劳剥落;CADI材料在弱酸性(p H=4)料浆中的耐冲蚀磨损性能略优于高铬铸铁,并明显优于低铬铸铁。因此,CADI在弱酸性(p H=4)料浆中具有优良的耐冲蚀磨损性能。     

基于振动条件下高铬铸铁组织和性能的变化

高铬铸铁在凝固过程中，易形成粗大的初生碳化物，降低了材料的冲击韧性。通过在高铬铸铁凝固过程中外加机械振动处理，探究了振动工艺参数对碳化物形态、冲击韧性及耐磨性能的影响。采用光学显微镜和扫描电镜观察高铬铸铁显微组织的变化；利用X射线衍射和电子探针分析了物相组成。结果表明：与未经过振动处理的高铬铸铁相比，振动处理的高铬铸铁中M₇C₃型碳化物得到了细化，其冲击韧性较未处理高铬铸铁提高了16.36%；耐磨性提高了2.9倍。     

亚临界热处理对高铬白口铸铁组织和耐磨性的影响

研究了亚临界处理温度和保温时间对高铬白口铸铁组织转变、硬度和耐磨性的影响，研究表明，铸态组织中含有大量残留奥氏体的高铬白口铸铁，在500～650℃之间进行热处理，其中的残留奥氏体在冷却到室温的过程中会转变成马氏体而造成高铬铸铁硬度升高。在适当的处理温度和保温时间下，高铬白口铸铁能得到最高的硬度，温度过高或保温时间过长都会导致其硬度下降。磨损试验结果表明，通过亚临界热处理高铬白口铸铁的耐磨性可以得到一定的改善。     

低铬铸铁的冲蚀腐蚀磨损机理

在自制的冲蚀腐蚀磨损实验装置上测定了低铬铸铁的冲蚀腐蚀磨损性能,并实时测定了冲蚀腐蚀磨损过程中低铬铸铁的极化曲线,分析了其冲蚀腐蚀磨损机理。结果表明,随着浆料pH值的增加,低铬铸铁的腐蚀磨损失重明显减小,pH 5以后,腐蚀磨损失重的减少变缓慢。在弱酸介质中以析氢腐蚀为主,伴有微弱的吸氧腐蚀。因而表现出在弱酸介质条件下的低铬铸铁的腐蚀磨损失重比中性和弱碱条件下要高。该低铬铸铁的冲蚀腐蚀磨损是电化学腐蚀与固体粒子冲击磨损交互作用的结果。     

ZTA增强高铬铸铁的制备工艺和性能研究的现状

氧化锆韧化氧化铝(zirconia toughened alumina, ZTA)是一种陶瓷材料，可添加于高铬铸铁以提高其硬度、比强度、耐磨性、塑性和韧性等性能。综述了目前ZTA增强高铬铸铁制备工艺和性能研究的状况，制备工艺包括铸渗法、烧结法、铸造法、堆焊法和复合法，性能包括界面性能、耐磨粒磨损性能、摩擦磨损和冲蚀磨损性能及其通过合金化进一步改善。