国外发展密集石墨铸铁情况综述

密集石墨铸铁是一种综合性能比较好的新型铸铁材料,尤其适用于要求高强度和良好导热性的机械零件。为了使这种新型铸铁应用到生产上,七十年代以来,国外对这种铸铁的性能和生产工艺进行了一系列试验研究,本文对这些试验研究结果作了综合性阐述,可供科研和生产的参考。此外,文中还简要地介绍了这种新型铸铁的特点和用途、各国发展密集石墨铸铁的概况以及密集石墨铸铁零件的质量检验等。     

铸铁中石墨形态和石墨结构的研究

采用扫描电子显微镜,通过深腐蚀和热腐蚀方法,研究了铸铁中各种典型石墨（片状石墨、蠕虫状石墨和球状石墨）的立体形貌和内部结构特征。对于片状石墨来说,A、C、D型均属同一种石墨形态,它们都是由分枝而又互相联系的石墨片组成,它们主要是沿着[1010]方向长大。对于球状石墨来说,用纯镁、纯钇、纯铈和工业球化剂均能得到球状石墨。热腐蚀结果表明,石墨球呈年轮状结构,它是由许多角锥体组成的多面体。这说明,石墨球的外表是（0001）面,石墨球的长大是由中心沿[0001]方向进行。蠕虫状石墨是介于片状和球状石墨之间的中间石墨形态。它的长大方式也介于片状和球状石墨之间。就石墨片的互相联系和彼此分枝情况来看,它与片状石墨相似,但就每个石墨片局部的长大方式来看,它又与球状石墨有某种程度的相似,即沿着[0001]方向长大较充分。     

点状石墨高铬合金铸铁

点状石墨高铬铸铁由于铸态下析出了石墨球,因而其硬度和韧性都比一般高铬铸铁高,是一种理想的耐磨材料。本文研究了这种材料的成分选择,铸造工艺及其应用效果。     

蠕虫状石墨铸铁的断裂

本文提出了铸态珠光体蠕虫状(伪片状)石墨铸铁裂纹的发生和发展机理和研究结果。     

蠕虫状石墨铸铁的结构

本文对蠕墨铸铁进行深腐蚀和热氧腐蚀,并用扫描电子显微镜进行观察研究,揭示了蠕虫状石墨的三维立体形貌和内部晶面取向特征。通过共晶团腐蚀,观察了这种铸铁的共晶团数量和结构特点。结果表明,用各种含有稀土元素的变质剂处理均可得到蠕虫状石墨,其端部具有球状石墨的生长特征,在同一共晶团内部,各蠕虫石墨片间互相联系,这又类似于片状石墨。热氧腐蚀试验表明,蠕虫状石墨端部（0001）面沿圆周方向分布,呈年轮状排列。在枝干分部,则（0001）面沿着枝干方向分布,但其方向变化频繁,呈多晶体。据此,作者提出了蠕虫状石墨晶面取向的模型。蠕墨铸铁的共晶团数量介于灰铸铁和球墨铸铁之间,共晶团的结构也兼有片状石墨和球状石墨两者共晶团的特征。为此,作者也提出了相应的模型。     

石墨型铸铁用系列冒口

冒口设计是铸造工艺设计的重要环节。为简化铸造工艺设计,促进新型冒口的推广应用,我们编制了适用于石墨型铸铁(灰铁、球铁)的新型冒口的类型及尺寸系列表。给出了冒口类型、尺寸、数量和位置等选用确定原则,使新型冒口设计手册化。     

蠕虫状石墨铸铁气缸盖的铸造

气缸盖是大功率柴油机的主要零件之一,铸件结构复杂,工作条件十分恶劣,多年来一直是柴油机生产的关键之一。气缸盖在使用中最经常发生的损坏形式是由于冷热疲劳造成的阀座间鼻梁区的开裂。所以,一般选用铬钼铜合金铸铁来制造。图1是16V240柴油机气缸     

蠕虫状石墨铸铁的凝固过程

通过对各种处理剂处理的蠕虫状石墨铸铁凝固过程的研究,明确了共晶凝固时石墨的析出过程。共晶凝固过程可分为两个阶段：第一阶段形成球状石墨,随之被析出的奥氏体壳包围;第二阶段形成蠕虫状石墨,由于包围球状石墨的奥氏体部分熔解,使石墨与熔液接触生长。说明共晶凝固第一阶段形成的球状石墨成为蠕虫状石墨生长的起点。     

石墨颗粒在铸铁中的空间分布

目前对铸铁中石墨的生长虽然已有很好的了解,但对其成核过程仍有争论。为了有助于解决争端——石墨成核是出现在液态还是固态——我们研究了石墨颗粒的空间分布。假若成核过程发生在固态中,则将可发现石墨颗粒在晶粒边界处呈聚集状分布;如果成核过程发生在液态中,其空间分布将是无规则的。在此情况下,基体中相邻两颗粒间截取的直线长度的分布f(L),近似符合在一直线上任意两点的分布,可由下式给定:     

片状石墨铸铁的异质形核

采用液淬微分热分析法研究了片墨铸铁中片状石墨的形核过程。结果表明,片状石墨的初始形态为团球状,孕育剂的作用主要是增加石墨的异质形核能力。对片墨雏晶的检测分析说明：可作为片墨结晶的异质核心主要有锰的硫化物、硅的氧化物和钙的碳化物三类,其中复合硫化物是最为有效的异质晶核。并由此提出了设计较为理想的灰口铸铁用孕育剂的合理原则,根据这些原则研制的孕育剂经使用效果是理想的。     

自润滑铸铁轴承—石墨面金属

今天,作为各种滑动部件使用的铸铁,有钒铸铁、铋铸铁、锑铸铁、镍铬耐磨铸铁、硼铸铁、铅铸铁、高磷铸铁和石墨生长铸铁等。但是,这些产品几乎都只是经机械加工后使用的。日本科学技术研究所对铸铁的特性加以剖析,研制成现在的所谓“石墨面金属”。石墨面金属,就是把铸铁机械加工后,用酸将滑     

两千年前有球状石墨的铸铁

现代球墨铸铁是英国人 Morrogh 和 Williams 在1947年首先公开宣布研制成功的,它是现代科学技术的产物,三十年来已成为发展最快,最有前途的铸铁材料。但是,远在 Morrogh 之前两千年,只拥有原始技术手段的中国铸造匠师已曾得到石墨形状符合现代球铁标准的铸铁。这虽然难以想象,却是千真万确的铁铸的事实。本文一系列金相照片所示铸铁组织,如果不加说明,任何一个铸造工作者都会毫不迟疑地     

铸铁中片状石墨FG■蠕虫状石墨VG的转变

用LMC 定向凝固技术研究铸铁石墨形态的转变,发现了蠕虫状石墨向片状石墨转变及片状石墨向蠕虫状石墨转变的分界线,它表明石墨生长机制在分界线处发生了突变。在高倍扫描电镜下观察发现,片状石墨向蠕虫状石墨转变的机制有三种。     

新的工程结构材料——点状石墨铸铁

国际上自“球状石墨铸铁”问世以后,铸铁合金掀起了“以铸代锻,以铁代钢”的局面,为工业建设作出了很大贡献。现在“点状石墨铸铁”的研制成功是冶金学上的异军突起,从实验到投产以来,无论在机械性能、工艺、技术等方面都显示了很高的社会效益与经济效益。在不用镁合金和无需优质生铁的条件下,炉前变质处理十分稳定地从铸铁中析出点状石墨或相当于最佳“球铁”中的小球状石墨,石墨量达600～700个/mm~2,从铸态中直接获得珠光体或铁素体基体,其机械性能赶上“球     

铸铁的石墨与耐压密闭性的研究

一、问题的提出 鑄铁是应用最广泛的一种金属結构材料,也是液压件中常应用的材料之一。鑄鉄的性能主要取决于它的組織,除了白口鑄鉄和麻口鑄铁之外,鑄铁的組織均由金属基体和石墨組成。基体一般是珠光体、铁素体或珠光体加铁素体。灰口鑄鉄可以看成具有大量石墨的鋼。石墨对鑄铁液压件耐压密閉性的影响一直受到人们的关注。有人认为:灰鑄铁密閉性与其总孔隙度有关,而总孔隙度为石墨和縮松两者孔隙度之和。石墨和縮松一样使得鑄铁成为一种多孔性材料。鉴于石墨是鑄铁的主要組織組成物,它对鑄鉄的性能有較大的影响。究竟石墨对鑄鉄液压件耐压密閉性的影响如何?我们在研究錳合金鑄鉄耐压密閉性的     

用超声波试验判定片状石墨铸铁材质

一、绪言为了对铸铁件进行质量评价而进行了抗拉、硬度、抗弯等破坏试验,和声波放射线穿透、浸透探伤、超声波探伤等非破坏性试验.在日本工业标准中判断铸件是否合格,是根据试样的机械性能来判定.     

国外铸铁熔炼方法的改进

铸铁是机电产品的主要材料。有的产品(如磨床、钻床、空压机和水泵等)铸铁件占整机重量往往达80％以上。由于工业生产的需要,球铁、合金铸铁、可锻铸铁和特种铸铁等得到很大发展。铸铁在机械制造业中的地位和作用十分重要。铸造工艺比较复杂,影响铸件质量的因素较多。如何减少铸件废品提高铸造的经济效益,是一个很棘手的问题。熔炼是铸造的一道重要工序,直接影响到铸件质量。六十年代以来随着工业的迅速发展,铸铁熔炼工艺亦产生很大的变化。现将国外行之有效的方法概述如下:     

国外铸铁球化处理新工艺

<正> 国外生产球铁除采用纯镁之外,仍继续使用含Mg2～10%的Fe—Si—Mg 中间合金。在中间合金中加入1%的Ce 和0.2～4%的Ca。在0.2～1.5%范围内增加Ca 含量将延缓中间合金与铁水的反应速度,提高铁水对Mg 的吸收率,但不推荐采用含Ca 高达3.5～4%的中间合金,因为显著地延长了处理时间。     

国外铸铁球化处理新工艺

国外生产球铁除采用纯镁之外,仍继续使用含 Mg 2～10%的 Fe—Si—Mg 中间合金。在中间合金中加入1%的 Ce 和0.2～4%的 Ca。在0.2～1.5%范围内增加 Ca 含量将延缓中间合金与铁水的反应速度,提高铁水对 Mg 的吸收率,但不推荐采用含 Ca 高达3.5～4%的中间合金,因为显著地延长了处理时间。英国福赛科(Foseco)公司生产的片状变质剂“Nodulant”得到了广泛应用。