成分及偏析带对65Mn钢热处理后组织性能的影响

研究了化学成分及偏析带对65Mn钢经淬火+中温回火处理后的组织性能的影响。结果表明:较高Si、Mn含量的65Mn钢的抗拉强度和硬度随淬火温度的升高呈逐渐增加的趋势更明显,但较低Si、Mn含量的65Mn钢具有更高的抗拉强度和硬度;Si、Mn含量高的65Mn钢淬透性强,组织为针状铁素体和细粒状渗碳体的混合物组成的回火屈氏体,而较低Si、Mn含量的65Mn钢,则得到回火屈氏体和多边形铁素体的混合组织;Mn偏析引起奥氏体相变过程中C的再分配,经过淬火+中温回火得到回火屈氏体+多边形铁素体组织,而原始组织均匀的65Mn钢则得到回火屈氏体组织;偏析带使热处理后65Mn钢的抗拉强度和硬度有所降低。     

元素偏析对铸铁中枝晶和共晶奥氏体分解产物显微硬度的影响

研究了正偏析元素Mn和反偏析元素Si对铸铁基体显微硬度分布的影响。结果表明:随Mn含量的提高,共晶奥氏体分解产物区和枝晶奥氏体分解产物区边缘处显微硬度明显提高;随Si含量的提高,枝晶奥氏体分解产物和共晶奥氏体分解产物中心处显微硬度明显提高;Mn、Si的合适搭配能使枝晶奥氏体和共晶奥氏体分解产物区的显微硬度分布相对均匀。     

双相钢中Si含量对表面氧化物及抑制层形貌的影响

为研究Si含量对双相钢可镀性的影响,对3种不同Si含量的双相钢进行了连续退火镀锌模拟实验。采用SEM和XPS分析表面氧化物和抑制层形貌,结果表明:Si含量的变化对表面氧化物的形貌有较大影响。Si含量从0.04%增加到0.1%,双相钢退火后在晶界处出现Si氧化物的偏析。XPS和EDS证实其为Mn2SiO4。晶内出现的氧化物为MnO和Cr2O3。Si含量增加到0.4%时,Si氧化物在晶界的偏析更加严重,晶界还出现了SiO x。Fe-Al抑制层在Si含量0.04%和0.1%时完整而致密,而Si含量为0.4%时出现了缺陷,这是由于SiO x难以被有效Al还原造成的。     

易切削非调质钢凝固过程及钢中MnS析出规律

利用Thermo-Calc热力学软件计算研究YF45MnV钢中MnS的平衡析出规律及凝固过程中各元素的偏析行为对MnS析出的影响。结果表明:MnS平衡初始析出温度为1421℃,初始析出温度随C、Si、Al含量增加而降低,随Mn、S含量增加而升高;Scheil凝固过程中,计算得到Mn、S的平衡分配系数分别为0.70、0.02,二者随着凝固过程进行在剩余液相中不断偏析富集,达到平衡浓度积后析出MnS。真空感应炉冶炼不同S含量(0.025%~0.065%)的实验钢,发现钢中硫化物主要为大量细小II类MnS+少量尺寸较大的III类MnS。随S含量的提高,大尺寸MnS数量增加,沿晶界偏聚分布的情况更为严重。     

参数对70钢小方坯二次枝晶间距和中心偏析的影响

试验研究了70钢150 mm×150 mm 小方坯连铸不同工艺参数对铸坯中心C、Mn偏析和二次枝晶间距的影响。结果表明,在一定工况条件下,铸坯中心偏析指数和二次枝晶间距均随拉速的增大而增大,随压下量和比水量的增大而减小。凝固中心处的C元素偏析指数在1.00～1.26之间,而Mn元素偏析指数仅为0.98～1.06。C、Mn元素的偏析规律相同,且随着C偏析的增加,Mn的偏析比也会不断增大。     

高强度铸造铝合金凝固过程中的元素偏析

通过液淬的方法，研究Al-4.5Cu合金及添加Si,Mn,Ni,Zr元素后合金的凝固过程及溶质分布。结果表明，将Si,Mn,Ni,Zr元素的加入，都能使Al-Cu合金的结晶温度间隔不同程度地减少，其中Al4.5Cu3Si的结晶温度间隔最小，Cu的分布,特点是：晶界高于晶内，一次晶界高于二次晶界”，并随着温度的降低Cu向晶界偏析的趋势加剧，Ni的分布，晶界高于晶内，Mn的分布，晶界高于晶内，但差别不大，Zr在晶界与枝晶间的偏析处的含量较高。     

65Mn连铸薄板坯偏析特征分析

运用连铸坯低倍酸蚀法、钻孔取屑化学分析法、原位分析法、金相检验4种方法,全面了解65Mn连铸薄板坯的中心成分偏析分布情况,分析65Mn连铸薄板坯中心偏析的形貌特点,研究连铸坯中心偏析对板材偏析的影响。本次试验的65Mn薄板坯中心偏析带主要是C、S偏析,Mn、Si存在散点状负偏析。65Mn薄板坯中心偏析带并不是连续、通长存在的。C元素最大偏析指数为1.057,S元素最大偏析指数为1.049,Mn元素最大偏析指数为1.021,Si元素最大偏析指数为1.028。同时发现,铸坯中心的成分偏析对轧材的心部组织偏析的形成有直接的影响。     

DC铸造Al-12Si-0.65Mg-xMn合金中第二相的形成

采用LSCM、XRD、SEM、TEM及其附带的EDS,结合相图分析研究了半连续铸造(DC铸造)Al-12Si-0.65Mg-(0~2.27)Mn(质量分数,%)合金铸锭中的第二相及其形成过程。结果表明,Al-12Si-0.65Mg合金铸锭中存在α-Al、共晶Si、Mg_2Si和p相(Al_8Mg_3FeSi_6),它们分别是在567℃通过L+Al_5Fe Si→α-Al+Si+Al_8Mg_3FeSi_6、555℃通过L→α-Al+Si+Mg_2Si及550~554℃通过L→α-Al+Si+Mg_2Si+Al_8Mg_3FeSi_6反应形成的。当合金中添加Mn时,α-Al枝晶明显细化,同时合金铸锭中出现α-Al(FeMn)Si相;当Mn含量(质量分数,下同)从0.10%增加至2.27%时,α-Al枝晶形貌、尺寸及数量无明显变化,α-Al(FeMn)Si数量增多而尺寸不变;当Mn含量达到1.07%时,合金在647℃通过L+Al_6Mn→α-Al+Al_9Mn_4Si_3反应生成尺寸约80 mm的Al_9Mn_4Si_3,其中溶解了少量Fe形成Al_9(FeMn)_4Si_3,随Mn含量增加其数量增多而尺寸不变;经550℃均匀化处理后,合金中的Mg_2Si相溶入基体消失,共晶Si、p相和α-Al(FeMn)Si相球化成颗粒状,Al_9(FeMn)_4Si_3相形貌、尺寸及数量几乎不变,Al-12Si-0.65Mg-(0.10~2.27)Mn合金基体中析出尺寸约几百纳米的Al_9(MnFe)_2Si_3弥散相粒子,其数量随Mn含量增加而增多。     

合金元素对Al-Mg-Si合金机械性能的影响

以Al-Mg-Si合金为研究对象,借助热力学模拟方法分析了过剩Si、Mn含量对Al-Mg-Si合金挤压制品强度、塑性和韧性等性能的影响。结果表明,过剩Si可促进强化相β″均匀析出,提高了合金的强度。但过剩Si易在晶界处聚集偏析,使晶界脆化,降低了合金的塑性和韧性;在时效过程中,合金中的Mn易与Si形成第二相,消耗了部分Si,从而减少了强化相β″数量,导致高Mn合金时效后的力学性能低于低Mn合金,但Mn的细化作用改善了合金的折弯性能。     

合金元素在fcc-Fe/NbX(X=C,N)界面的偏析及影响

基于密度泛函理论(DFT)第一性原理方法,研究了Si、Ni、Mn、Cr、Mo在fcc-Fe/NbX (X=C, N)界面的偏析行为,并分析了合金元素偏析对界面体系的影响。结果表明,fcc-Fe/NbN界面结合强度相较于fcc-Fe/NbC界面结合强度略有提升;Si稳定存在于Fe基体中,Ni、Mn在界面有轻微偏析倾向,Cr、Mo在界面和NbX (X=C,N)内均存在偏析,其中,Mo向界面偏析倾向更大;Cr、Mo偏析在fcc-Fe/NbC界面一定程度上降低了界面的结合能力,但体系稳定性有所提升,Cr、Mo偏析在fcc-Fe/NbN界面一定程度上提高了界面的结合能力,但Mo使得体系稳定性下降。     

SEGREGATION OF Mn AND Si IN GREY CAST IRON

An optimal two-dimensional transverse section of eutectic cells or ellipsoid austenite dendritesin the grey cast iron specimen was prepared by polishing layer by layer together with etchingand coloring.The segregation of Mn and Si with relation to their contents in the grey cast ironwas examined by EMPA.The actual partition and segregation coefficients of Mn and Si inthe grey cast iron were found to be not varied with their contents,but their segregation gra-dient to be different to various contents of them.     

贝氏体／马氏体复相灰铸铁组织研究

提出了用硅锰等元素低合金化、金属型浇注后采用特殊热处理工艺获得贝氏体／马氏体(B／M)复相组织的耐磨灰铸铁的方法,并利用光学显微镜、透射电镜、扫描电镜等检测手段对热处理前后各组织形态进行分析。     

Application of complex inoculants in improving the processability of grey cast iron for cylinder blocks

The automobile engine cylinder block made of gray cast iron has complicated shape and requires high performance, which has been drawing significant attention to producers and investigators for many years. Due to the conventional conception that gray cast iron had ideal process-ability in comparison to other cast irons, the research related to the process-ability of the gray cast iron was very limited. With the strengthening corporation between China and foreign countries in the recent years, t…     

双金属离心铸造碾辊的复合机理研究

对新开发的双金属离心铸造三层结构碾辊的复合机理进行了研究。研究表明，碾辊外层的高铬铸铁和中间层灰口铸铁的复合界面由过渡区和复合区组成；中间层灰口铸铁和内层灰口铸铁的复合界面处存在一个脱碳层区。     

离心泵叶轮用材料多元共渗研究

采用低温气体多元共渗处理工艺,对经处理的球墨铸铁和灰口铸铁的显微硬度进行研究。结果表明, 经多元共渗处理后,在球墨铸铁表面形成含有碳化物和氮化物的钝化层、共渗层和过渡层,其表面硬度可达807 HV,渗层厚度40um。较之含镍17％的灰口铸铁,可显著降低成本。     

离心泵叶轮用材料多元共渗研究

采用低温气体多元共渗处理工艺，对经处理的球墨铸铁和灰口铸铁的显微硬度进行研究。结果表明，经多元共渗处理后，在球墨铸铁表面形成含有碳化物和氮化物的钝化层、共渗层和过渡层。其表面硬度可达807HV，渗层厚度40um。较之含镍17％的灰口铸铁，可显著降低成本。     

高耐磨药芯焊丝堆焊组织及基体选择

制备了高铬铸铁型自保护药芯焊丝,并采用此焊丝分别在 Y-Ni4 铸铁、65Mn钢、40Cr 钢和灰口铸铁基体上进行堆焊.对不同堆焊试样进行硬度测试,对堆焊金属及其结合部位进行显微组织及断口形貌观察.结果表明,堆焊金属硬度在 60HRC 以上,断裂方式均为解理断裂.65Mn 钢堆焊试样熔合较好,且基本无裂纹,可在受冲击载荷较大的条件下使用;Y-Ni4 铸铁堆焊试样熔合良好,但在热影响区存在裂纹,应在冲击载荷较小或不受冲击载荷条件下使用;40Cr 和灰铸铁堆焊试样熔合不好,熔合区存在许多缺陷,不宜作为耐磨堆焊基体材料.

Abstract：

Four matrix materials, Y-Ni4 cast iron, 65Mn steel, 40Cr steel and grey cast iron, were hardfaced by the high chromium cast iron of self-shielded flux-cored wire separately. The hardness of different hardfacing specimens was measured, and the microstructures, fracture morphologies and the binding sites of different hardfacing specimens were observed. The results show that the hardness of the hardfacing metal is over 60 HRC and the fracture is of cleavage type. The fusion zones of 65Mn and Y-Ni4 hardfacing metal are good ones. However, the cracks can be observed in the heat-affected zone of Y-Ni4 hardfacing specimen. Therefore, the hardfacing metal of 65Mn steel is suitable for the condition of high stress wear and Y-Ni4 cast iron is suitable for the lower one. Besides, there are many defects in the fusion zone of 40Cr and grey cast iron hardfacing specimens, which are not suitable for the wear resistant matrix materials.     

铁液化学成分对铸铁熔炼增碳效果的影响

对铁液中C、Si、Mn、S和P等成分对铸铁熔炼增碳效果的影响进行了研究,结果表明,化学成分C、Si、Mn、S、P对增碳效果有不同的影响,Si影响最大,C、Mn、S次之,P影响较小;铁液中的初始碳量过高不利于碳的吸收和增碳,Si、S、P也阻碍碳的吸收和增碳,而Mn有助于碳的吸收和增碳。在实际铸铁熔炼增碳过程中,应先增锰,再增碳,最后增硅,而且要严格控制铁液中的S、P含量。     

Nucleation of graphite in cast iron melts depending on manganese,sulphur and oxygen

Abstract

The form and distribution of graphite in grey iron influences the mechanical properties and depends on numerous factors, such as nucleation and cooling speed conditions. The main focus of the present work is the influence of manganese, sulphur and oxygen on the nucleation of graphite in lamellar cast iron melts. Previous studies showed that the nucleation in GJL melts is initiated by a MnS particle. For investigations in the field of nucleation in grey iron the authors examined several EN-GJL-200 specimens. The specimens were cast with and without inoculant. The studies of the specimens were realised using light microscopy, SEM-EDS (energy dispersive X-ray analysis), WDS (wavelength dispersive X-ray analysis). The experimental results were compared with the software Thermo-Calc calculations. From the experimental results and the Thermo-Calc calculations it can be concluded, that Mn and S contents and the Mn/S ratio respectively plays a very important role for the nucleation. A direct influence of oxygen on the nucleation of graphite could not be observed.