铸件壁厚对低温球墨铸铁组织和力学性能的影响

用阶梯试样研究了不同壁厚下低温球墨铸铁的组织和力学性能。研究结果表明:所有壁厚的低温球墨铸铁基体组织都是F+P,其石墨形态都是VI型+V型,球化级别都为3级,石墨大小级别都是6级。随着铸件壁厚的增大,其石墨球数和珠光体数量逐渐减少,抗拉强度、屈服强度和布氏硬度不断减小,伸长率增大;当壁厚超过75 mm时,变化规律相反。而铁素体晶粒度级别一直都随着铸件壁厚的增大而减小,冲击吸收功基本上是随着试样壁厚的增加而增大。     

废钢加入量对镍奥氏体铸铁组织和性能的影响

研究了废钢加入量对镍奥氏体灰铸铁组织和性能的影响。试验结果表明，随着废钢加入量的增加，奥氏体枝晶发达、石墨细化、硬度提高；在相同废钢加入量条件下，随着壁厚的增加，凝固冷却速度降低，石墨变得粗大，硬度降低；另外，细小均匀分布的A型片状石墨有利于降低试样的加工表面粗糙度。     

高CE高强度合成灰铸铁的组织与性能研究

利用废钢、高纯生铁和微量合金化元素制备了2种高CE高强度灰铸铁试样,并研究了其化学成分、金相组织、力学性能和壁厚敏感性,结果表明:2种灰铸铁的铸态单铸试棒的基体组织主要为珠光体+铁素体(少量)+A型石墨(4级);抗拉强度>300 MPa,硬度>200 HBW。孕育处理后,珠光体体积分数有所增加,石墨片得到适度细化,抗拉强度、硬度值有所增大。壁厚敏感性研究发现:随着壁厚的减小,A型石墨的平均长度逐渐缩短,石墨变得更"窄";孕育处理后,壁厚敏感性变得更好,而且较厚部位的石墨仍然为粗大的片状A型石墨。     

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。     

壁厚对蠕墨铸铁组织性能的影响

通过浇注具有不同厚度的阶梯件,研究壁厚对蠕墨铸铁组织和性能的影响。结果表明:壁厚≤10 mm时,随着壁厚的增加,蠕化率和伸长率增加,珠光体含量、抗拉强度和硬度急剧下降;壁厚10 mm时,蠕化率均大于85%,珠光体含量、抗拉强度、伸长率和硬度变化均趋于平缓。     

铸铁凝固缺陷与废钢加入量的关系研究

在相同成分下采用四组不同废钢加入量的铁液浇注了四组不同截面尺寸的试块,对试块进行了解剖,研究了铸铁材料缩松、缩孔与废钢加入量的关系。结果发现,随着废钢加入量增加,试块中产生缩孔的倾向减小。废钢加入量大于60%时,□150 mm截面试样的顶面产生轻微缩陷;截面尺寸小于□150 mm时,试块顶面不产生缩陷。废钢加入量小于40%时,□100 mm截面试样顶面产生较明显缩陷;截面尺寸小于□100 mm时,试块顶面不产生缩陷。     

冷却速度对高硅球墨铸铁组织和性能的影响

采用消失模铸造工艺制得不同壁厚梯度的高硅球铁试样,用以研究不同冷却速度对其组织和性能的影响,使用光学显微镜和扫描电镜观察高硅球铁试样的微观组织,利用万能拉伸试验机和数显布氏硬度仪测量其力学性能。结果表明：随着冷却速度的增加,高硅球墨铸铁试样的基体组织为全铁素体,球状石墨尺寸逐渐减小,铁素体晶粒尺寸逐渐减小,晶粒细化;硅元素在铁素体晶界处的偏析现象越来越明显,铁素体基体的晶格常数逐渐减小,铁素体的晶格畸变程度增大。硅含量4.59%的高硅球墨铸铁试样在壁厚12 mm处,球状石墨的平均尺寸约为20.4μm,铁素体晶粒平均尺寸约为31.9μm,抗拉强度约为683 MPa,伸长率为19%;在壁厚42 mm处,球状石墨平均尺寸约为29.2μm,铁素体晶粒平均尺寸约为54.9μm,抗拉强度约为666 MPa,伸长率为15%。冷却速度的增加使高硅球墨铸铁的强度和硬度逐渐增加,力学性能得到提升。     

铸件壁厚对不同硅含量灰铸铁组织和力学性能的影响

用阶梯试样研究了铸件壁厚对不同硅含量灰铸铁组织和力学性能的影响。结果表明,在本试验研究范围内,w_(Si)=1.25的灰铸铁内石墨数量比w_(Si)=2.27的灰铸铁的少。随着铸件厚度的增加,前者过冷石墨减少,基体组织按大量莱氏体+少量珠光体→珠光体+少量碳化物→单一珠光体的规律演变,同时伴随着硬度的减小,而后者由于Si含量较多,促进了合金元素的偏析,过冷石墨反而增多,硬度增大,基体组织均为珠光体+少量铁素体。前者抗拉强度和不同厚度断面的布氏硬度均比后者相应值高。     

汽车球墨铸铁制动钳不同壁厚处的组织与性能研究

了解汽车制动钳球墨铸铁件不同壁厚处的组织与性能规律,有利于改善产品质量及稳定性。以QT500-7和QT550-6的制动钳为对象,通过分析其不同部位的组织与性能,研究铸件壁厚对球墨铸铁石墨、基体组织、硬度的影响。结果表明：制动钳由部位A至C,壁厚依次增大,其石墨球化率变化不大,石墨颗粒数先增多后减少,石墨平均直径先减小后增大,珠光体含量和布氏硬度先下降后上升,珠光体片间距变化趋势则与Si元素微区含量的变化趋势接近一致。A部位壁厚小于B部位,但由于凝固过程温度场分布不同,A部位温度要高于B部位,故A部位石墨颗粒数反而较少、石墨平均直径反而较大。较厚部位C和冷却较慢的部位A比B部位的珠光体含量反而多,是受稳定珠光体的元素如Mn偏析影响的结果,并且冷却速度越慢偏析越严重。铸件不同壁厚处的组织与性能的差异本质上是冷却速度和微区成分综合影响的结果。     

原料配比对球墨铸铁珠光体片层间距及硬度的影响

采用不同配比的生铁和废钢,硅铁及电极石墨作为增碳剂,在相同铸造工艺下,制备化学成分基本相同的球墨铸铁,并对试样的显微组织和硬度进行了分析.结果表明,原料配比对球墨铸铁中珠光体的形态、片层间距的大小以及球铁的硬度存在显著的影响.随着原料中生铁所占比例的降低,球铁基体中珠光体的片层间距逐渐减小,球铁的硬度逐渐升高.特别是全部使用废钢生产时,球铁硬度较大幅度地提高.     

覆膜砂中碳纤维对真空差压铸造ZL205A合金组织的影响

通过测试与分析SLS砂型中不同碳纤维含量下真空差压铸造ZL205A合金的晶粒大小,研究了SLS砂型中不同碳纤维含量对真空差压铸造ZL205A合金微观组织的影响。结果表明,在覆膜砂铸型中加入碳纤维对铝合金试样的微观组织影响显著。ZL205A合金的晶粒大小随碳纤维含量的增加而显著减小,当碳纤维含量超过3%时,ZL205A合金晶粒随碳纤维含量增加而逐渐增大;当SLS砂型中碳纤维含量相同时,晶粒大小随试样壁厚的增加而增大。建立了真空差压铸造ZL205A合金晶粒大小与SLS砂型中碳纤维含量和试样壁厚的关系,当试样壁厚大于9mm时,试样壁厚对晶粒大小影响较大;当试样壁厚小于9mm时,碳纤维含量对晶粒大小影响较大。     

碳纳米管/球墨铸铁复合材料制备及组织性能的研究

研究了利用消失模铸造工艺把碳纳米管加入到球墨铸铁铁液中,制备碳纳米管/球墨铸铁复合材料试样的工艺方法,并研究了不同CNTs含量对球墨铸铁显微组织及布氏硬度的影响.结果表明,采用含碳纳米管的消失模铸造工艺可以有效地把碳纳米管加入到铸铁中.随着CNTs的加入,球墨铸铁显微组织中的石墨球数增多,球径减小,铁素体含量、珠光体含量基本不变,布氏硬度增大;加入量过多时,会出现偏聚.     

不同厚度的数控机床滑枕用球铁组织和力学性能研究

采用中频感应炉冶炼了机床滑枕用的QT600-3球墨铸铁,并铸造成不同厚度的试块,采用光学显微镜对试样组织进行了观察,对其拉伸性能和硬度进行了检测。结果表明,随着试块厚度的增加,分布在球墨铸铁基体上的石墨尺寸逐渐增加,数量逐渐减少,形态恶化,逐渐由细小均匀分布的球状转变为团絮状;基体中珠光体含量逐渐减少,铁素体含量增加,当厚度达到100 mm以上时,基体组织中珠光体含量大幅减少,可以得到近乎全铁素体基体的球墨铸铁;抗拉强度和硬度几乎呈线性降低;伸长率则先不变后升高,厚度为100 mm时获得最大值,当厚度进一步增加时伸长率则有所下降。     

750 ℃退火出炉温度对QT450-10球墨铸铁组织与性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜等方法研究了在750 ℃退火工艺下不同出炉温度对QT450-10球墨铸铁的珠光体含量、渗碳体形态、抗拉强度以及硬度的影响。结果表明,球墨铸铁试样在经过不同出炉温度下的微观组织均由铁素体、石墨球、石墨颗粒以及少量渗碳体组成。由于珠光体的分解、渗碳体残留以及石墨颗粒的形成导致在750 ℃出炉空冷时试样的抗拉强度下降7%左右、布氏硬度下降13%左右。随着出炉温度的降低,试样残留渗碳体的分解以及石墨颗粒的长大,导致抗拉强度、硬度均有所下降,当出炉温度为100 ℃时试样的抗拉强度下降10%左右、布氏硬度下降20%左右。     

蠕墨铸铁组织性能均匀性研究

蠕墨铸铁是制造高功率发动机机体及气缸盖等部件的理想材料。缸盖等部件属于结构复杂且壁厚不均匀铸件。为此,本文通过对阶梯件的蠕墨铸铁组织性能测试,研究壁厚对蠕铁组织性能的影响。通过金相分析发现:试样壁厚在10~50 mm范围内,随着壁厚的增加,蠕化率陡增后缓慢增加。壁厚不同,试样各部位的冷却速率不同,冷速越快,蠕化衰退时间越短,球状石墨不能充分衰退为蠕虫状石墨,蠕化率降低,铁素体数量越少。通过力学性能测试发现:随着壁厚由10 mm增加到50 mm,抗拉强度先降低后基本不变,伸长率逐渐增大,硬度对壁厚敏感性小,变化不大。     

硅对固溶强化球墨铸铁组织及性能的影响

采用OM、SEM和万能拉伸试验机研究了硅对固溶强化球墨铸铁组织及性能的影响。结果表明:固溶强化球墨铸铁的硅含量在3.60%~4.48%变化时,随着硅含量的增加,铁素体含量增加,3.60%Si试样的基体组织为90%铁素体+10%珠光体,3.73%Si、3.93%Si、4.25%Si和4.48%Si试样的基体组织均为单一铁素体;石墨球化率和石墨球数量基本不变,石墨球尺寸逐渐减小;固溶强化球墨铸铁的抗拉强度和硬度逐渐增大,伸长率先增大后减小;腐蚀速率逐渐降低,耐腐蚀性能逐渐增强;氧化速率逐渐降低,抗氧化性能逐渐增强。     

锰硫比对高碳当量灰铸铁组织和力学性能的影响

通过调整高碳当量灰铸铁中锰和硫含量,研究了锰硫比对其组织和力学性能的影响。结果表明,在本试验研究范围内,不同Mn/S高碳当量灰铸铁的微观组织均由A型石墨、珠光体和少量碳化物组成。随Mn含量的增加,石墨细化,珠光体片间距减小。Mn/S=14.7时,比例适中,A型石墨整体大小均匀。随着Mn/S增加,细小石墨增多,布氏硬度增大,抗拉强度先减小后增大。     

Ti和截面尺寸对蠕墨铸铁力学性能和显微组织的影响

在球墨铸铁中Ti是一种反球化元素同时也是碳化物形成元素，另一方面增加铸件的尺寸可以有效降低冷却速度，作用与Ti的白口倾向相反，本研究的目的就是研究这两种因素在改善蠕墨铸铁生产中的复合效果，同时也研究了铸件壁厚对基体组织的影响，试验发现，当铸件壁厚在30mm，65mm和80mm变化时，不管有没有添加Ti，蠕化率都会增加，而珠光体含量下降，但是添加Ti(加入量为0.15%），可以有效促进蠕墨铸铁的形成，使蠕化率增加10%，同时增加了基体组织中珠光体的含量，这一结果是在30mm的铸件上测得的，添加Ti的蠕墨铸铁布氏硬度，伸长率，冲击韧度都有所下降，这可能是由于蠕化率越高，裂纹越容易扩展，与非合金化的铸铁相比，无论是哪种壁厚的铸件，断裂韧度都随着强度增加，这是由于基体组织中珠光体含量增加的效果超过了蠕化率增加造成的强度下降。     

不同壁厚高锰钢铸件水韧处理与耐磨性的研究

研究了水韧处理对三种壁厚(10、20和30 mm)高锰钢铸件组织和性能的影响.结果表明:高锰钢经水韧处理后,其硬度值略有降低,但冲击韧度显著提高;随保温时间的延长,其硬度值减小,冲击韧度增大;随铸件壁厚的增加,其硬度值变化不大,但冲击韧度略有降低.往复直线干摩擦磨损试验结果表明:试样硬度越高,其耐磨性能越好;随载荷的逐渐增大,高锰钢试样的磨损质量损失逐渐增大,而摩擦系数逐渐减小;经过水韧处理过的高锰钢试样,其磨损质量损失和摩擦系数均大于未经水韧处理的高锰钢试样,并且随铸件壁厚的增加而增大,其摩擦系数也随磨损时间的延长而逐渐增大.     

提高柴油机灰铸铁件力学性能的工艺措施

除化学成分对灰铸铁件力学性能有明显的影响外，采用优质生铁，提高炉料中的废钢加入量，提高铁液温与减小铁液的氧化性同样能提高灰铸铁件的力学性能。若采用既含有石墨化元素又含有促进珠光体化元素的复合孕育剂，不仅比75FeSi更能使抗拉强度提高20MPa以上，而且能减小灰铸铁件的壁厚敏感性。