稀土合金对高铬铸铁共晶组织及性能的影响

高铬铸铁的韧性强烈依赖于枝晶间共晶硅化物的数量与分布。通过定向凝固试样,考察了稀土合金对亚共晶及共晶成分高铬铸铁组织的影响,测定了奥氏体(r)一次臂的横截面积(D_r)、共晶曲域直径(E_w)及碳化物间距(Fs~C—共晶区域中心碳化物间距;Fs~B—共晶区域边界碳化物间距),以及力学性能。结果表明,稀土合金对高铬铸铁的共晶组织有明显的细化作用,对其韧性也有一定的贡献。本文还对稀土的作用机理进行了讨论。     

铸铁一次结晶相析出的热效应(一)

本文抓住影响铸造质量的关键步骤共晶凝固相析出的热效应,采用微分热分析法对蠕墨铸铁、球蠕混合组织、灰铸铁、硼铸铁、高磷铸铁和硼磷铸铁等,做了系统试验和部分现场考验。 试验结果表明,用微分热分析法测试上述铸铁的微分冷却曲线,更好地揭示了共晶结晶规律。微分冷却曲线上每一个峰值对应着一个新相开始析出、大量生长和凝固结束的整个过程,较清晰地显示出奥氏体初晶的数量、各种石墨形态、硼碳化物及磷共晶的析出和数量。这对我们判断和认识各种铸铁共晶凝固过程甚有帮助。 所制定的某些组织形态和数量及铸铁机械性能的判断表,为实现快速质量控制和提高产品质量提供根据。     

铸铁一次结晶相析出的热效应(二)

本文抓住影响铸造质量的关键步骤共晶凝固相析出的热效应,采用微分热分析法对蠕墨铸铁、球蠕混合组织、灰铸铁、硼铸铁、高磷铸铁和硼磷铸铁等做了系统试验和部分现场考验。 试验结果表明,用微分热分析法测试上述铸铁的微分冷却曲线,更好地揭示了共晶结晶规律。微分冷却曲线上的每一个峰值对应着一个新相开始析出、大量生长和凝固结束的整个过程,较清晰地显示出奥氏体初晶的数量、各种石墨形态,硼碳化物及磷共晶的析出和数量。这对我们判断和认识各种铸铁共晶凝固过程甚有帮助。 所制定的某些组织形态和数量及铸铁机械性能的判断图表,为实现快速质量控制和提高产品质量提供根据。     

耐热球墨可锻铸铁的初晶石墨与其缩孔倾向的研究

用液液实验研究了耐热球墨可锻铸铁的一次结晶过程,结果发现,尽管它的铸态为白口,组织中却有少量石墨存在,这些石墨在共晶前就开始析出,故而能减少铸铁总的体收缩率,有利于减少形成缩孔（缩松）的倾向,在一定范围内,石墨析出量越多,铸铁的缩孔（缩松）倾向就越小,业已发现,初晶石墨的析出量多少与铸铁成分及壁厚（冷却速度）等因素有关。     

稀土白口铸铁的研究

研究了稀土变质处理对普通白口铸铁、低铬白口铸铁和高铬白口铸铁凝固过程、金相组织和机械性能的影响。经稀土变质处理后的白口铸铁在凝固过程中的过冷度增大,细化了初生奥氏体枝晶和改善了碳化物的形态,同时白口铸铁性能在不同程度上得到了提高。     

Fe—C—Cr合金三相共晶与四相包共晶反应对铬系白口铸铁组织的影响

以Fe-C-Cr三元合金相图分析了不同成分的铬系白口铸铁的凝固过程,阐述了三相共晶及四相包共晶反应对其微机组织的影响。通过试验对比,提出了合金元素对铬系白口铸铁微观组织的影响主要是通过对其三相共晶及四相包共晶反应过程的影响而产生。     

各种处理剂处理的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,共晶反应时石墨的析出过程已经明确。从共晶反应冷却曲线可看到两个转变阶段:第一阶段,共晶反应前形成的球状石墨伴随奥氏体壳生长;第二阶段形成蠕虫状石墨,因包围球状石墨的奥氏体部分熔解,使它与熔液接触生长。从而,说明了共晶凝固第一阶段形成的球状石墨为蠕虫状石墨生长的起点。     

凝固速度对高铬铸铁共晶组织的影响

采用液态金属冷却的定向凝固技术,获得了在不同凝固速度下的高铬铸铁(Fe-3.35C-27.5Cr),并研究了凝固速度对高铬铸铁共晶组织的影响规律.结果表明,当温度梯度为150K/cm,凝固速度为1~10μm/s时,固液界面均可维持平直状,可获得M7C3型碳化物呈定向排列的高铬铸铁,碳化物与基体结合牢固,具有原位生长复合材料的效果.     

铁水氧化程度对其冷却曲线形态的影响

铁水的氧化程度对铸件凝固组织有较大影响,球墨铸铁对氧化程度变化尤其敏感.为了探寻应用冷却曲线快速评价铸铁凝固组织的可行性,研究了铁水氧化程度对其冷却曲线形态的影响.研究结果表明:增加氧化程度会使铸铁的初晶温度提高,初晶平台的斜率出现极大值,从加0.09%Al脱氧到加0.026%Fe2O3增氧,碳当量的差值为0.075%~0.117%,各成分下最大斜率在0.9~1.3之间;同时,大量共晶开始温度与再辉温度呈现先增加后减小,各成分下大量共晶开始温度最大值在1 141~1 144℃之间,共晶反应时间出现先减少后增加的变化趋势.     

稀土复合孕育剂在灰铸铁中的应用

本文介绍了采用正交试验方法研究稀土复合孕育剂在高强度灰铸铁中的应用。对八种加入含有不同量的硅、稀土、钙的孕育剂处理的铸铁进行了研究。对化学成分、硅碳比、抗孕育衰退等不同因素进行了一系列试验研究。对铸铁的金相组织、石墨形态、白口倾向,共晶团数量、抗拉强度和硬度、耐磨性等进行了分析比较。试验结果表明用含有6—8％稀土元素(约含有50％Ce)、8％Ca和50～60％S的稀土复合孕育剂处理后能获得高强度灰铸铁。与通常用75硅铁孕育剂比较,稀土复合孕育剂具有以下优点①孕育剂加入量可以减少②铸铁化学成份控制范围较宽③抗孕育衰能力得到改善④提高了耐磨性⑤能细化晶粒和改善机械性能⑥操作简单、价格低廉。本文还对稀土作用机理作了初步的探讨。     

C_(r12)Mo抗磨白口铸铁结晶过程碳化物形貌及磨损规律的研究

Cr12Mo抗磨白口铸铁是Cr系抗磨白口铁中的一种,适用于薄壁及中等壁厚的零件上。本文用液淬法查明在凝固过程中,Cr在奥氏体枝晶及液体中的分布,在含Mo1.0％时生成低熔点共晶体。 在亚共品、共品、过共晶三种Cr12Mo白口铁中,碳化物形貌不同,过共晶Cr12Mo生成六角形锥状碳化物,同时具有晶体缺陷,在磨损过程中,此类碳化物易于脱落,而亚共晶Cr12Mo的碳化物呈共晶态分布于奥氏体周界上,不易脱落,经几种磨损试验证明,亚共晶(C 2.6～2.7％)Cr12Mo抗磨白口铁具有较好的抗磨性及韧性。生产实践验征亚共晶Cr12Mo抗磨白口铁比45号钢,抗磨能力提高6倍左右。     

铸铁孕育机理的探讨(一)——高温瞬时形核与浓度起伏的规律

本文采用液淬法研究了铸铁的孕育过程。在观察中发现,当孕育剂加入后,在高温下铁水中有石墨质点瞬时析出,并很快溶解。当铁水温度降至共晶温度附近时,出现石墨的第二次形核。用EPM—810电子探针分析表明:铁水中始终存在着浓度起伏,孕育加剧了浓度起伏的强度。依照实测的起伏波形,深化了浓度起伏的正弦分布理论。孕育剂中的少量组元阻碍着铁水中碳硅的扩散,相对强化了共晶凝固时浓度起伏的强度。     

共晶凝固理论的研究与发展状况

根据共晶凝固问题的复杂性,重点从共晶层片间距的选择机制和形态转变这一核心问题人手,分析了共晶凝固理论的建立和发展过程,较系统地总结了迄今为止关于共晶凝固理论的国内外研究动态和最新进展,并在此基础上,提出了今后的研究方向．共晶凝固理论的研究与发展状况@李述军@李荣德@于海朋     

热分析法测定铸铁共晶团数及机械性能的研究

本文介绍利用热分析法测定铸铁共晶团数量、石墨形态、抗拉强度及硬度的研究情况。通过实验,得到铸铁共晶团数与过冷度,铸铁共晶团数与液相线温度、过冷度,抗拉强度与液相线温度,抗拉强度与液相线温度、过冷度,硬度与液相线温度,硬度与液相线温度、过冷度之间的回归公式。     

共晶凝固理论的研究与发展状况

根据共晶凝固问题的复杂性,重点从共晶层片间距的选择机制和形态转变这一核心问题入手,分析了共晶凝固理论的建立和发展过程,较系统地总结了迄今为止关于共晶凝固理论的国内外研究动态和最新进展,并在此基础上,提出了今后的研究方向．     

镧稀土合金对铸铁组織影响的研究

本文研究了镧稀土合金制取铸铁时,镧稀土合金加入量,孕育处理、铈稀土合金与镧稀土合金之比和硫量对铸铁组织的影响。结果表明,镧稀土合金可做为高强度灰铸铁和蠕墨铸铁的一种新型变质剂。     

稀土高硅过共晶铝硅合金的初步研究

作者在高硅过共晶Al—Si合金中以稀土代镍,采用稀土、稀土和磷联合变质进行了试验和研究,所得稀土高硅过共晶Al～Si合金的常温性能,达到国外类似含Ni的铝硅合金性能,且具有较好的韧性和更低的线膨胀系数。     

Cr／C对31％Cr高铬铸铁组织与性能的影响

研究了Cr／C对31％Cr高铬铸铁铸态组织、硬度、冲击韧性、耐磨性等性能的影响．结果表明：在本实验条件范围内,所制备的Cr31高铬铸铁均为过共晶组织和六角棒状的M7C3碳化物;随着Cr／C的增加,组织中的过共晶碳化物逐渐变得细小,而且分布更加弥散、均匀,在相同大小的视场内过共晶碳化物的相对数量减少,铸铁的过共晶度下降．随着Cr／C的增加,Cr31铸铁的硬度略有下降,而冲击韧性有明显的升高趋势．当外加载荷为70N时,Cr31铸铁的耐磨性随Cr／C的增加而下降．     

超高温氧化物共晶陶瓷高梯度定向凝固组织与性能调控研究进展

随着航空航天等高新技术领域的迅猛发展，新一代高性能、高效率的超高温结构材料及其制备技术日益成为世界各国航空航天战略发展的重点。超高温氧化铝基共晶陶瓷具有天然杰出的抗氧化、抗腐蚀、抗蠕变、高强度等优良特性，在1 400℃以上高温、水氧腐蚀等极端环境下服役具有突出的优势和巨大的发展前景。概述了超高温氧化物共晶陶瓷高梯度定向凝固技术的发展现状；探讨了氧化铝基超高温陶瓷高梯度定向凝固过程中缺陷的形成机理及其抑制措施；重点总结和评述了定向凝固氧化铝基共晶陶瓷的组织特征及均细化调控方法、共晶陶瓷晶体取向及织构调控方法，以及氧化物共晶陶瓷力学性能和强韧化调控方法；展望了高梯度定向凝固技术制备高性能大尺寸氧化物共晶陶瓷的发展趋势和突破点。     

冷却速度对含稀土元素Nd的共晶成分镁铝合金组织的影响

模拟AZ91镁合金半固态液相凝固后期的成分,分析了共晶成分镁铝合金添加1.0%wt含量的稀土元素Nd后,不同冷却速度下的凝固组织。结果表明：采用石墨型浇注得到的凝固组织相较砂型浇注的明显细小,其中树枝状初晶α相对发达,共晶组织相对致密,在砂型浇注的凝固组织中出现了高Al含量的树枝状初晶α相。