氧化对蠕墨铸铁导热性能影响的数值模拟

服役条件下蠕墨铸铁的氧化导致其导热性能下降,进而恶化材料的服役环境。为准确评估蠕墨铸铁的服役寿命,文中采用扫描电镜观察蠕墨铸铁氧化后的微观组织形貌,借助氧化条件下蠕墨铸铁金相组织构建了蠕墨铸铁二维有限元导热模型,定量讨论了石墨和基体界面氧化层厚度δ对蠕墨铸铁的导热性能的影响。研究结果表明:当氧化层厚度约为6μm时,由于低导热氧化层的阻隔,基体的传热效率开始高于石墨;当氧化层厚度逐渐达到12μm时,蠕墨铸铁导热系数λ由无氧化状态的35.8 W·m-1·K-1下降至26.7 W·m-1·K-1,下降幅度高达25.4%。     

石墨连通性对蠕墨铸铁导热性能影响的数值模拟

作为高功率密度柴油发动机缸盖的首选材料,蠕墨铸铁的导热性能对零部件服役寿命的影响越来越大。文中采用有限元方法,根据X射线断层扫描技术(XRT)得到石墨三维形貌分别建立实体和抽象模型,从不同角度考察石墨三维连通性特征对蠕墨铸铁导热性能的影响。研究结果表明:石墨三维连通性对蠕墨铸铁导热性能的贡献不足2%,单纯提高蠕铁中石墨的三维连通性,不能有效提高蠕铁的导热性能。     

蠕墨铸铁的正火

蠕墨铸铁是新型工程材料,并兼有灰口铸铁和球墨铸铁二者的良好性能。本文通过对蠕墨铸铁的正火,研究蠕墨铸铁基体组织的变化,以改善性能,扩大应用。     

蠕墨铸铁磨损过程的初步分析

利用扫描电镜对磨损后的铸铁试样表面和侧表面进行观察,对蠕墨铸铁在润滑磨损和干磨损条件下的磨损过程进行综合分析,并与片状石墨铸铁和球墨铸铁进行对比。认为,铸铁组织中的石墨形态和基体组织抗塑性变形的能力对铸铁磨损过程的产生有重要的影响,并决定其耐磨性。试验结果表明:蠕墨铸铁抗起始塑性变形的能力大于片状石墨铸铁,而小于球墨铸铁,所以蠕墨铸铁的耐磨性高于灰口铸铁而低于球墨铸铁。     

蠕墨铸铁磨损特性的研究

本文着重阐述蠕墨铸铁、灰铸铁、高磷铸铁和球墨铸铁耐磨性的对比试验,同时,研究了合金元素、基体组织、蠕化率对蠕墨铸铁耐磨性的影响。结果表明:蠕墨铸铁的耐磨性高于灰铸铁和高磷铸铁,而低于球墨铸铁;蠕墨铸铁通过合金化,恰当的热处理和增加组织中球状石墨数量的途径可进一步提高其耐磨性。     

热分析特征值对蠕墨铸铁蠕化率的影响

为了确定炉前铸铁类型和蠕墨铸铁蠕化率,使用数据采集仪记录蠕墨铸铁冷却曲线,并获取冷却曲线的特征值,利用特征值和线性回归法对不同蠕墨铸铁蠕化率进行研究.研究结果表明:当CE和Si/C相同时,铸铁类型与初晶温度TAL、共晶最低温度TEU和再辉温度ΔTr密切相关,再辉温度ΔTr小于5℃时为球墨铸铁,再辉温度ΔTr大于5℃时为蠕墨铸铁.灰铸铁的初晶温度TAL较蠕墨铸铁和球墨铸铁TAL高20℃以上,或灰铸铁的初晶温度(TAL不明显时,共晶最低温度TEU较蠕墨铸铁和球墨铸铁的高10℃以上.蠕墨铸铁的蠕化率与共晶最低温度和再辉温度之间有密切关系,试样的蠕化率可由特征温度值组合表达,其误差在10%以内.     

孕育对蠕墨铸铁组织的影响

本文研究了孕育对蠕墨铸铁金相组织的影响。试验结果表明,加强孕育能使蠕墨铸铁中球状石墨数量增多,改变了蠕虫状石墨和球状石墨的相对数量,从而得到不同蠕化率的蠕墨铸铁。虽经蠕化和孕育处理但由于蠕化剂加入量不足,处理未成仍为片状石墨时,加强孕育也不能促使石墨成球。另外还研究了不同孕育剂以及同一孕育剂不同孕育量时,对蠕墨铸铁共晶团数、基体组织中铁素体和球光体相对量的影响。通过试验可知,加强孕育能使共晶因数增加;随着硅铁加入量的提高,铁素体量增加,当用硅钙孕育时,则易得到珠光体数量较多的蠕墨铸铁。     

人工神经网络快速预测蠕墨铸铁的性能

蠕墨铸铁具有优异的力学性能、铸造性能、抗热疲劳和耐磨性能,是大功率柴油发动机缸体的理想合金材料.蠕墨铸铁容易受到生产工艺因素的影响,蠕化率难以控制,必须依靠炉前快速分析技术加以严格控制.以蠕墨铸铁的化学成分和力学性能为研究对象,在大量实验数据的基础上,采用Matlab软件中的误差反向传播算法神经网络工具箱,通过二次开发建立了一个基于热分析的预测网络,实现蠕墨铸铁性能的炉前化学成分和力学性能的快速预测,并与理化实测数据进行分析对比.结果表明,人工神经网络能充分逼近复杂的非线性系统,准确快速地预测蠕墨铸铁的化学成分和力学性能,有利于蠕墨铸铁的蠕化率、化学成分和力学性能的炉前快速监控,确保蠕化处理效果的稳定性,提高产品质量,降低铸铁的生产成本.     

改善高磷蠕墨铸铁机械性能的探讨

本文研究分析了含磷量对利用新疆地方生铁制取蠕铁的磷共晶数量、分布及机械性能的影响，并通过强化孕育和热处理方式进一步提高了该铸铁的机械性能指标．     

蠕墨铸铁蠕化质量无损检测技术的研究

论述了超声法检测蠕墨铸铁蠕化质量的基本原理、蠕化率与声速的关系,并对影响声速的其他因素进行了分析,用超声法实现了对蠕墨铸铁蠕化率的快速无损检测.     

蠕墨铸铁同质电弧冷焊焊条的探讨

本文研究了C,Si,Al及Bi对铸铁型焊缝组织及硬度与母材半熔化区宽度的影响。在此基础上确定了焊缝最佳C,Si,Al,Bi含量,进而研究了5种蠕化处理合金及Ti对焊缝石墨形态及基体组织的影响。     

用蠕墨铸铁制造齿轮的试验研究

本文叙述了用Mg-Ti-Ca-Re-Si-Fe单一合金作蠕化剂,用冲天炉铁水制造纺织机齿轮的试验研究工作。试验结果表明,蠕铁齿轮达到了设计者对机械性能的要求,不要热处理,切削加工性能好,废品率低。     

蠕墨铸铁硼铬共渗的研究

对蠕墨铸铁膏剂法硼铬共渗的工艺和性能研究表明，该法可显著提高材料表面硬度和耐磨性，同时使抗氧化性和热硬性有较大的提高。     

蠕墨铸铁稳定生产的保证——新型蠕化剂的研制

介绍了新型蠕化剂的研制过程,研究得出用Re-Cu-Zn-Mg-Si-Fe合金(w_(Rc)=18％～22％,w_(Cu)=15％～20％,w_(Zn)=2％～5％,w_(Mg)=1％～4％,w_(Si)=30％～35％,Fe余量)作蠕化剂,其蠕化剂的适宜加入量范围宽,便于蠕墨铸铁生产的稳定。     

ItX型气缸盖蠕墨铸铁铣削应用研究

HX型柴油机所使用的气缸盖是其核心部件之一,选用材料为蠕墨铸铁,结构中各型腔布局复杂,加工精度要求高,是典型的多面多孔系的箱体类零件。结合公司现有设备资源配置,从现场生产需求着手,以提高加工工序中铣削效率为目的,应用SANDVIK无涂层刀片和涂层刀片,通过对蠕墨铸铁进行铣削加工过程中产生的切屑形态和工件所受的切削力进行综合分析和研究。