发动机缸盖用灰铸铁的性能研究

热疲劳性能是发动机缸盖材料的一个重要指标。通过高碳当量灰铸铁添加微量Nb、Cu合金元素来提高其热疲劳性能。研究表明,微量Nb、Cu合金化的灰铸铁具有优良的综合性能,可以细化石墨,抵抗热疲劳裂纹,满足发动机缸盖材料的需求。     

灰铸铁热疲劳性能的研究

采用自约束型热疲劳试验的方法,研究了灰铸铁的热疲劳性能与各种影响因素之间的关系;着重研究了石墨形态、基体组织,合金元素对热疲劳性能的影响,热疲劳裂纹的萌生及其扩展方式;并应用了热疲劳品质系数的概念,对灰铸铁的热疲劳性能进行了定性分析.     

Nb对灰铸铁相变温度的影响

用热膨胀测量和热分析方法测定了Nb对灰铸铁共析温度、共晶凝固温度的影响。试验结果表明：（1）在灰铸铁升温过程中,由于富Nb相对C原子的拖曳作用,以及富Nb相降低了渗碳体的溶解速度,从而降低了珠光体向奥氏体转变的温度,提高了铸铁的高温稳定性;（2）在灰铸铁降温过程中,由于晶界处的Nb析出,降低了奥氏体的不稳定性,以及富Nb相中Nb对C原子的拖曳作用,推迟了奥氏体向珠光体转变;（3）Nb降低了灰铸铁的共晶凝固温度。     

离心铸铁管用灰铸铁金属型热疲劳性能的研究

通过对灰铸铁金属型离心铸铁管生产过程的热疲劳模拟试验,探索了不同基体组织灰铸铁的热疲劳性能,并从多方面分析了铁素体灰铸铁的热疲劳性能好于珠光体灰铸铁的原因。     

Nb对灰铸铁高温抗拉强度和抗氧化性的影响

研究了高温条件下,w（Nb）量为0.037%和0.11%对灰铸铁抗拉性能和抗氧化性能的影响,试验结果表明：w（Nb）量为0.037%时,试样为脆性断裂;w（Nb）量为0.11%时,产生了韧性断裂,试样断口出现了韧窝。铸铁加Nb后,石墨和珠光体得到细化,与此同时,富Nb相镶嵌于基体上,有利于提高灰铸铁的抗拉强度;Nb使石墨细化的作用也使氧原子难以进入基体内部,阻止氧化反应,有利于提高灰铸铁的抗氧化性。     

RE对金属型Ni-Mo铸铁耐热性能的影响

研究了RE对金属型铸铁件热疲劳性能和抗氧化性能的影响。RE中的Ce和La加入这种低合金铸铁中形成了Ni-Mo-RE灰铸铁，并对该铸铁试样在900℃退火和在自制的热疲劳试验机上进行了热疲劳试验。试验结果表明，RE的加入可使Ni-Mo灰铸铁具有较好的高温力学性能，其加入量为0．5％（质量分数）时尤为显著。     

水平连铸灰铸铁型材疲劳裂纹扩展速率的研究

在相同的断裂强度因子Ｋ的条件下，低Ｓｉ（２．２％）时的水平连铸灰铸铁型材的疲劳裂纹扩展速率与砂型铸造ＨＴ３００的基本相同。随着Ｓｉ含量的增加，水平连铸灰铸铁型材的疲劳裂纹扩展速率下降。     

烧结机篦条用高硅Fe-Cr-Mn基耐热钢的热疲劳性能

为了解耐热钢的热疲劳性能,结合篦条的实际工况,设计材料成分并浇注和制备试样,对篦条材料进行900℃热疲劳试验,通过扫描电镜观察裂纹形貌和裂纹扩展情况,分析了材料成分和组织对热疲劳性能的影响。结果表明,经热循环处理30O次以下,w（C）=0．4％耐热钢的热疲劳性能最好。     

Nb对高CE灰铸铁耐磨性能的影响

研究了Nb对高CE灰铸铁耐磨性能的影响,结果表明：（1）Nb可以提高灰铸铁的耐磨性,加入0.25%的Nb时,铸铁的相对耐磨性可提高55%;（2）Nb在基体组织中的固溶强化作用提高了基体的显微硬度,当w（Nb）量为0.46%时,基体显微硬度提高40%;（3）灰铸铁耐磨性能的提高应该归因于基体中的富Nb相,因为富Nb相在基体中的分布及形态对提高铸铁的耐磨性起着明显的作用。     

SDH2与8407钢热疲劳性能的对比研究

采用Uddeholm自约束热疲劳试验机研究了新钢种（SDH2）和ASSAB8407钢的热疲劳性能，结果显示，SDH2钢具有比8407钢更好的热疲劳性能，其热疲劳损伤因子相对8407钢降低30％~60％。并采用扫描电镜探寻热疲劳裂纹萌生与扩展的机制得知，热疲劳裂纹常在硅酸盐类、MnS、氧化铝和富V大块碳化物与基体的交界面上和晶界处萌生，并沿链状碳化物和晶界扩展。     

制动盘用高碳当量灰铸铁的铌合金化

研究了微合金元素铌对剁车盘用亚共晶和过共晶两种高碳当量灰铸铁组织和性能的影响.结果表明,添加0.10%左右的Nb,可以细化高碳当量灰铸铁中片状石墨;材料的硬度、楔压强度随之提高,且抗热裂性明显提高.     

铌在铸铁中的应用及其作用情况介绍

介绍了铌合金在灰铸铁、球墨铸铁、不完全激冷（indefinite chill）铸铁和镍抗可焊接（weldable Ni-Resist）铸铁中的应用情况;分析了铌合金在铸铁中的作用机理,认为NbC能为共晶团提供核心是加Nb细化共晶团的原因,而且NbC的弥散分布可以提高铸铁耐磨性、硬度和强度;综述了铌合金化技术原理,指出铸铁加铌合金化主要有与固体废铁料一起加入大块料和出铁时加入细颗粒两种较为经济的方法。     

Thermal fatigue characteristics of plasma duplex treated nodular cast irons

The correlation between the thermal fatigue resistance and microstructure of untreated and plasma surface engineered nodular cast irons was investigated. Both the ferrite and pearlite matrix nodular cast irons were evaluated. During the tests, 60 mm long cylinders with 20 mm diameter were subjected to 1000 high frequency induction heating and water cooling cycles, lasting 7 and 5 s, respectively. The thermal fatigue damage was evaluated by analyzing the crack dimensions and distributions. The results showed that the plasma surface treatment increased thermal fatigue resistance. When thermal cracking occurred, the cracks always nucleated at the surface of the specimen. In addition, the nodular cast iron with a pearlite matrix had a better resistance to thermal fatigue than that of the ferrite matrix.     

Nb在铸铁中的物理冶金学作用原理

介绍了Nb在铁基合金中的存在形式,根据NbC和NbN在不同铁基合金中的溶度积公式,分析了Nb在铸铁中的存在形式。在此基础上,分析了Nb在铸铁中的作用机理。固溶Nb具有非常重要的调节共析相变及强化铁素体基体的作用,凝固过程析出的Nb（C,N）可显著提高耐磨性,在奥氏体温度区间晶界析出的Nb（C,N）能有效阻止晶粒长大,合适的成分设计和工艺措施可充分发挥Nb的作用效果。     

Nb强化铸铁机理的基础研究

介绍了Nb在铸铁中的应用现状,对富铌相在铸铁中的存在形式和形成条件进行了热力学分析。通过NbC和铸铁组织中的γ-Fe和石墨的晶格点阵的二维错配度计算,证实了NbC可以成为石墨异质晶核的衬底。提出了进一步研究Nb元素对铸铁作用机理的方向。     

金属型对灰铸铁和球铁力学性能的影响研究

采用铜合金金属型和铸铁金属型浇注灰铸铁和球铁Y形试块，加入不同量的Mn、Ti、Cu和Sn，研究金属型材料和添加合金对灰铸铁和球铁抗拉强度和疲劳强度的影响。结果发现：与采用铸铁金属型浇注相比，未加合金、采用铜合金金属型浇注的灰铸铁和球铁的力学性能略高。采用铜合金铸型浇注时，由于冷速较快，使石墨和基体组织细化的作用较强，添加合金元素改善力学性能的作用较为明显，而且反复浇注时，铜合金金属型的热应力较小。因此，灰铸铁和球铁采用铜合金金属型铸造比采用铸铁金属型有利。     

耐热铸造合金材料在汽车排气歧管上的应用

分析了排气歧管材料的技术要求:包括良好的高温力学性能、耐热疲劳、抗氧化、抗生长性能。列举了常用铸铁排气歧管的基体组织和最高工作温度,以及各类耐热铸铁在汽车排气歧管上的应用发展状况。指出由于耐热铸铁已不能承受目前的排气歧管的工作温度,国内外开始探索耐热铸钢在汽车排气歧管上的应用。同时,介绍了国内外研发的奥氏体耐热铸钢排气歧管的各项性能。