15Cr2Ni3MoW钢穿孔顶头的失效分析及改进

介绍了15Cr2Ni3MoW钢穿孔顶头在穿制27SiMn钢时发生的主要失效形式。对比了成品顶头和失效顶头的金相组织和显微硬度;利用Gleeble-1500型热模拟机对比了27SiMn钢和20钢在穿制温度下的变形抗力;通过扫描电镜和能谱分析研究了成品顶头表面氧化膜。结果表明:27SiMn钢在穿制温度下变形抗力大,钢中Si含量高,顶头工作温度高,顶头表面氧化膜组织疏松以及在顶头表面氧化膜下面存在一层粗大的铁素体软区,是造成顶头失效的主要原因。提出了提高穿孔顶头使用寿命的措施。     

高合金钢管穿孔顶头的失效分析

介绍了高合金钢管穿孔顶头的主要失效形式,对失效顶头断口进行了SEM和光学金相分析、X射线荧光光谱化学成分分析等测试,探讨了顶头开裂的主要原因。通过适当调整Nb、Co、W等元素的含量,提高顶头铸造质量等,使穿孔顶头的使用寿命有所提高。     

自动轧管机球形顶头的研究与应用

分析了球形顶头轧管工艺,介绍了轧辊孔型设计和轧机调整方法。球形顶头和锥形顶头轧管质量比较表明,球形顶头轧管有利于提高毛管尺寸精度。     

自动轧管机顶头的生产工艺改进

为解决无缝钢管厂存在的Φ130,90mm自动轧管机组球形顶头(材质Cr35Ni4Si高铬镍铸钢)质量差、寿命低等问题,对其使用条件和影响因素进行了探讨。通过调整自动轧管机球形顶头的成分,增设热处理工序等措施实现优化自动轧管机球形顶头的生产工艺。实践证明,采用上述改进措施,尤其是增设热处理工序后,自动轧管机球形顶头的性能得到显著改善,使用寿命提高4倍以上。     

热穿孔顶头的失效分析及改进措施建议

对无缝钢管热穿孔顶头的失效机制和使用状况进行了分析论述，认为穿孔顶头的失效形式主要表现为顶头塌鼻、粘钢、开裂。对过去提高顶头寿命的工作作了简介，提出开展稀土铝合金化提高顶头使用寿命的研究。     

穿孔顶头失效形式及改进措施研究的现状

穿孔顶头是无缝钢管生产中的重要模具之一,本文通过分析顶头在生产过程中出现的失效方式,并从顶头的形状和结构设计、材质成分、热处理工艺等方面讨论了提高顶头使用寿命途径的研究现状.     

穿孔顶头失效机理初探

从顶头失效类型出发,分析了顶头工况,探讨了磨损机制,提出了顶头摩擦化学磨损的失效观点。     

提高穿孔顶头使用寿命的研究

分析了无缝钢管穿孔顶头的失效机制和材质改进状况,穿孔顶头的失效机制主要表现为塌鼻、粘钢和开裂等。经对H13钢穿孔顶头进行稀土铝合金化的实验研究,结果表明,稀土铝合金化可以明显地改善H13钢穿孔顶头的铸造性能,消除中心缩孔现象,细化晶粒和碳化物,降低S,P含量。穿管试验表明,H13钢稀土铝合金化穿孔顶头的使用寿命比H13钢穿孔顶头提高了40％。     

穿孔顶头失效分析

本文分析研究穿顶头的失效原因。结果表明，凹坑、塌鼻、疲劳开裂失效与氧化处理过程中形成的铁素体块和脱碳区以及顶头的工作温度过高有关。提出采取加大鼻部的冷却强度，改善氧化处理的气氛和工艺等措施提高顶头寿命。     

提高穿孔砂使用寿命的研究

分析了无缝这穿孔顶头的失效机制和材质改进状况，穿孔顶头的失效机制主要表现为塌鼻、粘钢和开裂等。经对Ｈ１３负穿孔顶头进行稀土铝合金化的实验研究。结果表明，稀土铝合金化可以明显地改善Ｈ１３钢穿孔顶头的铸造性能，消除中心缩孔现象，细化晶粒和碳化物，降低Ｓ、Ｐ含量。穿管试验表明，Ｈ１３钢稀土铝合金化穿孔顶头的使用寿命比Ｈ１３钢穿孔顶头提高了４０％。     

混凝土泵车弯管内衬的研制

泵车弯管内衬的磨损失效分析表明,低碳Cr26高铬铸铁复合弯管内衬的磨损机制主要以微观切削磨损为主,因此为了提高弯管的使用寿命而提高了Cr26高铬铸铁的含碳量,从而提高其硬度。冲蚀磨损实验和实际装车运行结果表明,高碳Cr26高铬铸铁内衬及复合弯管,冲蚀磨损率和实际使用寿命均高于低碳Cr26高铬铸铁,达到了提高混凝土泵车弯管使用寿命的目的。     

水泥球磨机用中铬铸铁磨球的研究

在含铬量为７％的中铬铸铁中加锰合金化，研究了热处理工艺对其机械性能及冲击磨损抗力的影响。结果表明适当地降低淬火温度可使含锰中铬铸铁获得良好的机械性能，在使用水泥磨料时的冲击磨损抗力与１５－２－１马氏体高铬铸铁相当，代替高铬铸铁制造水泥球磨机磨球，在保证耐磨性的前提下降低成本，具有明显的经济效益。     

石墨形态及合金元素对铸铁抗热疲劳性能的影响

对石墨形态、合金元素等对铸铁抗热疲劳性能的影响进行了研究。加入提高抗氧化性的合金元素可显著提高铸铁的抗热疲劳性能。从首次产生裂纹的循环次数、裂纹扩展速度及变形量等综合考虑,蠕铁的抗热疲劳性能最好。     

Si对低铬白口铸铁在含Cu2+离子介质中腐蚀磨损特性的影响

采用三体腐蚀磨损试验方法研究了硅对低铬白口铸铁在含铜离子浆料介质中的腐蚀磨损耐磨性的影响。结果表明，当浆料介质中铜离子浓度增加时，低铬白口铸铁的腐蚀磨损耐磨性降低。而增加含硅量后的低铬白口铸铁的腐蚀磨损耐磨性将比普通白口铸铁的高。磨损表面形貌分析表明，普通低铬白口铸铁的磨损机制为磨料磨损和介质腐蚀，而硅量增加的低铬白口铸铁的磨损机制则以磨料磨损为主，伴随着腐蚀作用。     

稀土对高铬白口铸铁CCT曲线及组织性能的影响

应用Ｇｌｅｂｌｅ－１５００热模拟试验机测定了１５％Ｃｒ高铬白口铸铁的ＣＣＴ曲线,研究了微量稀土对高铬白口铸铁ＣＣＴ曲线及组织性能的影响。结果表明,稀土能增加过冷奥氏体的稳定性,使ＣＣＴ曲线右移;稀土使共晶碳化物形态及分布明显改善,基体组织显著细化。添加适量的稀土,使高铬白口铸铁铸态及热处理态的冲击韧度进一步提高。     

高铬白口铸铁在磨料磨损中残余奥氏体的转变及其分布的X-ray研究

本文采用两种X-ray新方法对高铬白口铸铁经不同形式的磨料磨损后的残余奥氏体量及其沿层深分布梯度进行了精确测定,结果表明,这两种方法用于高铬铸铁的研究是成功的.     

Development of boron white cast iron

Abstract

With boron substituting for carbon in cast iron composition and eutectic borides substituting for eutectic carbides in microstructure as the hard wear resistant phase, a new kind of wear resistant white cast iron has been developed. The microstructure and mechanical properties of this new white cast iron both in the as cast state and after appropriate heat treatments were studied. The results show that the as cast microstructure of the boron white cast iron comprises a dendritic matrix and interdendritic eutectics, and the eutectic compound is that of M₂B or M′_0˙9Cr_1˙1B_0˙9 type, where M represents Fe, Cr or Mn and M′ represents Fe or Mn. The morphology of the eutectic borides is much like that of carbide in high chromium white cast iron, but the hardness of boride is higher than that of carbide. The matrix in as cast microstructure comprises martensite and pearlite. After austenitising and quenching, the matrix mostly changes to lath type martensite and the eutectic borides remain unchanged. In addition, two different sizes of particles, with different forming processes during heat treatment, appear in the matrix. The boron white cast iron possesses higher hardness and toughness than conventional white cast iron and nickel hard white cast iron, and has a better balance between hardness and toughness than high chromium white cast iron.     

固液混合铸造高铬铸铁的热变形性能研究

采用一种新的材料制备技术-固液混合铸造工艺制备了高铬铸铁合金坯料,对合金进行了高温热压试验,并对热压过程和合金组织进行了观察和分析。研究结果表明,固液混合铸造的高铬铸铁合金相对于普通铸造合金的热变形性能得到明显提高,累计墩粗变形比可达到34%以上,固液混合铸造工艺对高铬铸铁合金组织的改善是提高材料热变形性能的主要原因。     

高铬铸铁中碳化物相抗磨作用的“尺寸效应”

在以显微切削为主要机制的二体磨制磨损系统中，研究了不同铸型条件下碳化物尺寸的变化对高铬铸铁耐磨性的影响。结果表明，高铬铸铁中碳化物相的抗磨作用具有“尺寸效应”，即在碳化物数量一定时，过小的碳化物尺寸将影响碳化物相抗磨作用的发挥，大幅度地降低高铬铸铁的耐磨性。     

薄壁高铬铸铁管件的铸造工艺

高铬铸铁具有良好的耐磨性,但它是一种脆性材料,薄壁的高铬铸铁还有巨大的开裂倾向,铸造难度较高.本文介绍了通过成分选择和工艺控制,成功铸造出外观无缺陷、不开裂、尺寸合格和硬度达标的薄壁高铬铸铁管件.