废旧轮胎内钢丝对合成灰铸铁制动盘性能的影响

介绍了采用不同配比的废旧轮胎内钢丝和回炉料作为主要原材料,使用增碳剂进行增碳,使用75硅铁孕育剂和硅钡钙铝长效孕育剂进行随流孕育,并加入Cr、Cu等合金元素进行组织强化。在相同铸造工艺下,制备化学成分基本相同的灰铸铁制动盘和准30 mm的单铸试棒,然后对试件的金相组织、硬度、抗拉强度进行检测分析。结果表明,不同的原材料配比对金相组织中的石墨的类型、长度以及珠光体的片间距有着较大的影响,珠光体含量未发生明显变化;对硬度和抗拉强度影响较大,当废旧轮胎内钢丝的加入比例由70%变为80%时,抗拉强度与硬度变化明显。随着废旧轮胎内钢丝的比例不断增加,A型石墨的比例不断升高,由93.7%增长至99.2%;珠光体含量由95.3%增长至99.1%,珠光体石墨与珠光体逐渐细化,抗拉强度及硬度逐渐升高,满足了高性能制动盘的性能要求。     

共晶度对灰铸铁组织和性能的影响

研究了铸件壁厚为２５ｍｍ时，共晶度及碳当量对铸件抗拉强度、硬度及珠光体含量的影响。结果表明，在共晶度为０．９０７～０．９７５范围内，抗拉强度、硬度及珠光体含量均随共晶度增大而降低。建立了抗拉强度——共晶度及硬度—共晶度的回归方程。     

氮对合成灰铸铁组织和性能的影响

研究了氮对合成灰铸铁组织和性能的影响,结果表明:含氮量为0.005 5%~0.013%时,试样的金相组织为A型石墨+细片状珠光体+少量铁素体。随着含氮量的增加,片状石墨长度变短、宽度稍有增加,弯曲程度加大,石墨端部钝化,对基体的割裂作用减弱;细片状珠光体含量略有增加,珠光体层片间距减小;试样的抗拉强度和硬度逐渐增大,当含氮量为0.012%时,试样的抗拉强度和硬度达到最大值,分别为395 MPa和HBW260。当铁液中含氮量≥0.011%时,铸件表面下开始出现气孔缺陷。     

铸造模具钢镶块的组织与力学性能研究

研究了适用于制造汽车覆盖件模具的铸造镶块组织和力学性能.结果表明,铸造镶块的铸态组织由珠光体、马氏体、贝氏体和奥氏体组成,退火后的组织为粒状珠光体,力学性能为:抗拉强度855MPa、伸长率16%、冲击韧性177J/cm2、退火后的硬度HRC 19,表面火焰淬火硬度HRC 60～62,达到了锻造镶块的力学性能水平.铸造镶块的淬透性好,经表面火焰淬火后的淬硬层厚度和硬度值满足使用要求,完全可以代替锻造镶块制造汽车覆盖件模具.     

铸造Fe/TiCp复合材料的显微组织和力学性能

通过感应熔炼铸造法制备了一种Fe／TiCp复合材料，采用X-射线衍射、光镜和扫描电镜及能谱分析研究了其铸态和850℃退火态的显微组织和力学性能。结果表明：铸态复合材料的显微组织由珠光体基体和均匀分布的立方状TiC颗粒组成，TiC颗粒与基体界面洁净，抗拉强度817MPa，伸长率2．8％，硬度33．2HRC；经850℃退火后，基体转变为铁素体和珠光体，TiC颗粒形貌基本不变，强度和硬度较铸态有所降低，伸长率略有升高。     

微量锑对水平连铸灰铁型材组织与性能的影响

通过微量Sb合金化，φ40mm水平连铸灰铁型材基体组织中的珠光体含量提高，0．02％Sb的型材中心的珠光体含量超过70％，0．04％Sb的型材不仅中心的珠光体舍量超过90％，而且距表层5mm位置珠光体的含量接近50％。加入0．04％Sb的型材断面硬度差≤10HRB，型材心部的抗拉强度db≥300MPa，爆破压力超过50MPa。结果表明：微量Sb合金化，有利于提高型材断面硬度、抗拉强度及耐压气密性，降低型材断面的硬度差，改善铸件的断面敏感性。     

亚共析钢搅拌摩擦加工组织与力学性能

采用K40钨钴硬质合金搅拌头对3 mm厚热轧退火态亚共析钢板进行了搅拌摩擦加工,对加工区域的宏观形貌、微观组织及力学性能进行了分析．结果表明,搅拌区和热力影响区为先共析块状铁素体、“针状”铁素体及珠光体,组织转变受动态再结晶和相变共同作用,热影响区组织为等轴状铁素体和片层状珠光体．搅拌摩擦加工对各区域中珠光体及析出渗碳体的分布形态影响显著．搅拌摩擦加工后试样显微硬度明显增加,抗拉强度相比母材提高8.2%,断裂位置位于母材处,加工前后试样断裂形式均为微孔聚合韧性断裂．固溶强化与相变强化对硬度和抗拉强度的提高起主要作用．     

镍对球墨铸铁组织及性能的影响

在优化设计基本元素的基础上,制备不同镍含量的试样。通过采用金相观察、硬度及抗拉强度测试,研究了Ni对球墨铸铁组织及性能的影响。结果表明:当Ni含量为0.3%时,球墨铸铁组织为石墨+珠光体+铁素体,石墨的球化等级达到1~2级,石墨球大小达到6~7级,珠光体含量为25%~45%;其性能达到:布氏硬度HBS 190~200,抗拉强度500 MPa,伸长率10%。     

合金铸铁活塞裙的粒化退火

研究了退火热处理工艺方案对珠光体基合金铸铁活塞裙铸件本体和随炉附铸试棒的金相显微组织、布氏硬度值,以及随炉附铸试棒抗拉强度的影响。结果表明,合适的退火处理工艺能使铸件基体组织中的共析渗碳体发生粒化分解,在保证基体组织仍为珠光体前提下,降低铸件本体及随炉附铸试棒的硬度和抗拉强度,从而达到技术要求。     

利用废机铁生产可锻铸铁管件的工艺研究

以废机铁为主要原材料改进可锻铸铁配料,采用中频炉熔炼及优化的热处理工艺,生产出了新型可锻铸铁管件,力学性能测试及金相组织观察结果表明：所得可锻铸铁的抗拉强度平均为335.3 MPa、布氏硬度为104.5 HBW、延伸率达到9.42%,优于KTH 330-08的性能指标要求,其基体组织为多边形铁素体,含有极少量的珠光体,团絮状石墨分布均匀、石墨团大小均匀,完全满足了客户对管件产品的需求。     

铸钢轮装制动盘螺栓孔裂纹产生原因分析

以存在螺栓孔裂纹的铸钢轮装制动盘为研究对象,通过裂纹断口宏微观形貌观察、显微组织分析、拉伸性能测试、冲击性能测试、布氏硬度测试等手段分析了制动盘摩擦面螺栓孔裂纹的性质和成因。结果表明:裂纹属于热疲劳裂纹,螺栓孔倒棱处及摩擦面附近存在缩孔、疏松等铸造缺陷是导致制动盘在制动过程中循环交变热应力驱动下产生裂纹的主要原因;粗大的沿枝晶状分布组织降低了制动盘的强度、韧性和热疲劳性能,加速了裂纹的扩展。     

挤压切削加工工艺参数的多目标优化

高速重载制动盘表面需要具有高抗疲劳性能和接触强度,且摩擦接触时提供较大的摩擦力。为实现以上性能,提出采用挤压切削工艺对制动盘表面进行加工的方法,以获得高质量的接触表面。基于挤压切削原理,建立挤压切削力学模型。以制动盘常用材料Q345B作为试验材料,考虑切削速度、切削深度、刀具前角、刀具后角、刃口圆弧半径5个因素,以表面粗糙度、残余应力、显微硬度为评价指标进行正交试验。采用信噪比法和灰色关联度法进行多目标参数优化,获得了制动性能好、使用寿命长的制动盘表面。     

含磷蠕墨铸铁闸瓦的研制

本文研制了一种新型材质的闸瓦—含磷蠕墨铸铁闸瓦。试验结果证明,一定量的磷加入蠕墨铸铁中,其硬度、抗拉强度均满足闸瓦的使用要求而耐磨性可达到中磷灰铸铁闸瓦的2倍以上。磷加入蠕墨铸铁中使得蠕墨铸铁的磷共晶数量增加而石墨数量减小,因此使得其强度降低,硬度升高,闸瓦的耐磨性提高。     

汽车刹车盘性能综述

刹车盘做为保安件,为了有效起到制动作用,要求有优良的导热性、耐磨性、抗热疲劳性及小的刹车鸣叫。A型石墨数量越多,铸铁的导热性越好。铸铁的导热能力是温度的反比例函数。耐磨性不仅与基体的强度硬度有关,还与外界因素有关。材料的导热性能好,强度和硬度高,则抗裂能力强。可以通过合金化,提高熔炼工艺以及恰当的孕育,获得高性能的刹车盘。     

缩小灰铁单铸试棒与铸件本体性能差距的试验

为寻找能相对反映用覆砂铁型生产的制动鼓铸件性能的单铸试棒,用同一炉次铁液浇注湿型粘土砂型单铸试棒和覆砂铁型铸件本体,进行抗拉强度对比试验,结果表明:将单铸试棒的开箱时间定在15min,并在出炉时增加浮硅孕育,其抗拉强度与本体抗拉强度最大差值仅为13MPa,说明用湿型砂单铸试棒来检测控制制动鼓的性能是可行的。     

冷却速度对支承辊用Cr5钢显微组织与力学性能的影响

采用金相显微镜、维氏硬度计、拉伸试验机、夏比摆锤试验机等,研究了冷却速度对支承辊用Cr5钢显微组织与力学性能的影响。结果表明,随着冷却速度的降低,组织中珠光体含量不断增加,试样强度和硬度逐渐下降,塑韧性相近。冷却速度≥3 ℃/min时,组织中珠光体体积分数≤30%,抗拉强度≥1025 MPa、屈服强度≥750 MPa、硬度≥45 HS、冲击吸收能量≥40 J。生产试验表明,采用强风冷冷却的热处理可使辊颈表面至一定深度处的力学性能达到油冷的效果,完全满足支承辊辊颈的力学性能要求。     

直驱式数控转台双面刹车机构的力学特性分析

为了解决直驱式数控转台零件加工时台面固定的问题,提出了一种直驱式转台的双面刹车机构。结合刹车机构的结构,利用微分的方法计算出机构的刹车力矩。为了进一步分析机构中的关键零部件刹车盘,应用有限元分析软件Ansys Workbench对刹车机构进行接触应力分析,以获取关键零件刹车盘的变形量及应力值,其最大等效应力为77.447 MPa,远小于刹车盘材料的许用应力,表明刹车盘的强度满足设计要求。通过模态分析获取其前6阶的固有频率和振型,表明刹车盘在激振频率为689.68、864.65、881.25、893.63 Hz时刹车盘会产生共振,应在零件加工时尽量避免这些频率以保证加工精度。最后实测刹车力矩并与计算值对比,力矩吻合度为93%,并对比设计所需刹车力矩,计算出安全系数为1.437,刹车力矩满足设计要求,验证了刹车机构的合理性和工作的可靠性。     

碳陶曲面盘式制动器的制动效能和瞬态温度场分析

盘式制动器在制动过程中涉及到接触应力场、摩擦温度场以及盘体转动角速度和能量等的急剧变化。对列车制动器进行曲面构型设计,并改进制动器结构使它适用于碳陶摩擦材料。基于直接热力耦合的有限元方法,对比平面和曲面两种制动器结构的仿真结果,得到二者在相同工况下的温度场分布、接触应力分布以及角速度和能量的时间历程曲线。结果表明：曲面盘式制动器的制动效率明显高于平面制动器,但其温度场和接触应力分布状态不是十分理想。     

中厚板TC4钛合金真空环境激光焊接特性

在大气和真空环境下使用光纤激光器对TC4钛合金进行焊接,分别对不同激光功率焊接焊缝形貌和组织进行观察,并对性能进行测试分析. 结果表明,真空环境激光焊接焊缝成形更加良好,可明显提高焊缝熔深,增大焊缝深宽比,抑制焊接过程中的飞溅,极大减少焊缝中的气孔缺陷. 大气环境与真空环境焊缝组织特征差别不大,真空环境热影响区宽度明显减小. 两种环境下焊缝显微硬度均呈马鞍形分布,焊缝熔化区硬度最高的特点,大气环境焊缝平均硬度约为390 HV,高于真空环境焊缝平均显微硬度8.3%. 对焊缝进行拉伸强度测试,拉伸试件全部断裂于母材部位,试件的抗拉强度为960 ~ 980 MPa.