RECaBa孕育剂和Mo、Cu、Cr对高强度灰铸铁组织和性能的影响

采用工频感应电炉熔炼和呋喃树脂自硬砂造型,研究了不同加入量的RECaBa孕育剂和Mo、Cu、Cr对高强度灰铸铁金相组织和力学性能的影响.结果表明,RECaBa孕育剂可细化石墨且钝化尖角,细化珠光体,使共晶团数量增多;在不加入Mo的情况下,当原铁液的w(S)量范围为0.02%～0.03%时,RECaBa孕育剂加入量为O.5%～0.6%时,铸件本体抗拉强度可达300MPa以上;Mo对提高铸件本体的抗拉强度有显著影响,w(Mo)加入量为0.4%～0.6%时,铸件本体的抗拉强度稳定保持在310MPa以上;按照试验所采用的加入量,3种合金元素中Mo对改善灰铸铁金相组织、提高力学性能的效果最明显,Cu次之,Cr的影响不明显.     

Cu含量对灰铸铁气缸体组织性能的影响

为提高灰铸铁气缸体的综合性能,在实验室条件下以浇注单铸试棒和阶梯试样的方法,模拟试验了Cu含量对灰铸铁气缸体组织与性能的影响。结果表明:当Cu含量从0.20%增加到0.80%时,对模拟铸样的石墨形态及珠光体含量的影响不大,而对模拟铸样的力学性能影响较大,随着Cu含量在0.20%⁰.50%范围内逐渐增加,试棒铸样的抗拉强度和硬度呈上升趋势,而当Cu含量在0.50%0.50%范围内逐渐增加,试棒铸样的抗拉强度和硬度呈上升趋势,而当Cu含量在0.50%⁰.80%范围内逐渐增加时,试棒铸样的抗拉强度和硬度却呈下降趋势;当Cu含量为0.50%时,对基体珠光体的细化和改善断面敏感性作用较强。     

灰铸铁缸体切削加工性能的影响因素分析

综述了影响灰铸铁缸体切削加工性的因素,包括化学成分、熔炼及孕育处理方法、石墨和基体组织中的硬质点.认为w(C)量不是影响灰铸铁加工性能的主要因素;应严格控制w(Si)量,因为w(Si)量高使 A1 温度升高,珠光体片间距大、强度低;w(S)在0.08%～0.12%是有利的,而MnS与加工性的关系还有待验证.建议Cr与Mn、Si和微量Sb复合加入;w(Cu)的合理加入量在0.155～0.25%,w(Sn)应低于0.1%,w(Sb)在0.004%～0.006%为宜.指出灰铸铁缸体铁液由冲天炉-感应炉双联熔炼为好,随流孕育对提高硬度和降低断面敏感性有一定作用;共晶团细化,虽然灰铸铁的强度和硬度增加,却并不一定恶化加工性能.     

Si-Mn-Sn复合孕育生产珠光体球墨铸铁

通过调节石墨化元素和稳定系元素含量,采用Si、Mn、sn复合孕育方式来代替加Cu合金化,减少游离碳化物的出现,提高珠光体数量,达到提高铸件力学性能的目的.试验球铁的化学成分为CE 4.1%～4.5%、w,(Si)2.1% ～2.4%、w(Mn)<0.6%、w(sn)0.02%,当一次孕育的w(Sn)约为0.021%时,试棒的抗拉强度稳定在700 MPa以上;当W(Sn)约为0.014%时,试棒的抗拉强度较低,受所用回炉料的影响较大.并在生产中发现:Sn对珠光体数量的提高起主要作用;Mn可以提高珠光体数量、强度、硬度,但对珠光体数量的作用受其它元素(如Si)的影响较大.     

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。     

用改性纳米SiC粉体强化灰铸铁性能的研究

研究了不同加入量的改性纳米SiC粉体对灰铸铁显微组织、力学性能的影响.结果表明:与原灰铸铁材料相比,经改性纳米SiC粉体强化处理后的灰铸铁组织细化,珠光体含量有所增加,力学性能提高,当纳米SiC粉体加入量为0.07%时,强化材料的性能提高最大,其抗拉强度提高了18.1%,硬度略有增加.     

高炉渣铁的脱硫试验

对w(S)量高、w(Si)和w(Mn)量低的高炉渣铁进行脱硫试验,结果显示:渣铁温度控制在1420～1460℃,加入3%的脱硫剂(成分为85%石灰+10%萤石+5%石墨),脱硫时间为10min时,脱硫效果达到最佳。用该工艺生产普通灰铸铁件,试样的基体组织为珠光体+铁素体,抗拉强度为195MPa,布氏硬度为223HB,满足低牌号灰铸铁的性能要求。     

硅锶复合孕育对含硼灰铸铁组织和性能的影响

用不同配比Si-Sr与Si-Fe复合孕育剂对含硼灰铸铁孕育处理,研究了Si-Sr复合孕育剂对其金相组织、力学性能及冶金质量指标的影响.结果表明:随Si-Sr孕育剂量的增加,含硼灰铸铁的抗拉强度、硬度随之递增.在Si-Sr含量为0.12%时抗拉强度达到峰值,σb=325 MPa;在Si-Sr含量为0.18%时硬度达到峰值,HB=273.此时,石墨主要为A型分布,共晶团细化,硼碳化物呈小块状,均匀分布在珠光体上,珠光体＞95%.当Si-Sr含量为0.12%时,含硼灰铸铁的成熟度RG=1.13,品质系数Qi=1.10,各项冶金质量指标达到最优.     

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。     

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。     

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对灰铸铁件性能的影响

介绍了不同Ti量对中低CE灰铸铁件组织、力学性能和致密性影响的研究方法。试验结果表明:(1)一定量的Ti增加了铁液的过冷倾向,促进了灰铸铁件D型石墨的形成,湿型砂造型的D型石墨明显多于干型砂。(2)随着铁液中w(Ti)量的增加,中低CE灰铸铁件中D型石墨也不断增加。当D型石墨达到较高比例时,铸件中的厚大热节也大量出现D型石墨,CE较高的铸件力学性能增加;当CE降为3.66%,随着w(Ti)量增加,强度下降幅度较大。(3)随着w(Ti)量的增加,灰铸铁件的致密性下降,缩松几率明显增加。w(Ti)0.17%、w(Al)0.023%时,灰铸件缩松几率为70%。     

硅铁和稀土复合孕育对高碳灰铁组织与性能的影响

以高碳灰铸铁为研究对象,研究硅铁和稀土的复合孕育对其组织与力学性能的影响。实验结果表明:在硅铁加入量不变的情况下,随着稀土加入量的增加,片状石墨形貌发生变化甚至出现球化现象;当稀土加入量为1.2%时,石墨开始蠕化,基体中开始出现莱氏体和珠光体;当稀土加入量为1.4%时,石墨开始球化,基体中珠光体含量减少、莱氏体数量增多;当稀土加入量达到2.0%时,球化率继续升高,基体中大量出现莱氏体;随着稀土加入量的增加,所得的高碳灰铸铁的力学性能呈增加的趋势,当稀土加入量超过1.0%时,其力学性能增加明显,抗拉强度超过450 MPa。     

QT900-2高强韧厚大断面球墨铸铁的研究

研究了Sb和热处理工艺对厚大断面球墨铸铁组织和性能的影响,试验结果表明:(1)合理的RE加入量可以中和Sb的反球化作用,改善石墨形态,增加石墨球数量;(2)Sb强烈细化珠光体,但是含量太高会影响球化和导致碳化物的生成;(3)采用940℃(3 h)正火+460℃(4 h)回火的热处理工艺,合金元素含量为w(Cu)1.0%、w(Sn)0.15%、w(Sb)0.025%时,厚度为70 mm的附铸试块性能达到了QT900-2的要求,尺寸为500 mm×500 mm×700 mm的方形试块布氏硬度达到了311 HB以上,并且硬度偏差只有17 HB。     

Cr、Sn对灰铸铁组织和性能的影响及应用

介绍了合金元素Cr、Sn对灰铸铁组织和性能的影响,利用其有利的方面改善铸件质量,通过多次试验证实:当w(Sn)0.05%～0.07%、w(Cu)0.15%～0.2%时,制动盘的金相组织中珠光体片层间距明显减小,珠光体体积分数高达99.5%,并且有弥散分布的碳化物强化基体;硬度平均值由196.4 HBW提升到208.4 HBW,硬度差也符合要求;经X射线探伤均未出现缺陷。但是仍然存在不足之处,Sn合金的价格相对较高,增加了生产成本,需要寻找可以代替Sn的廉价金属元素,并考虑从造型及浇注工艺来改善。     

TiN/Ti细化剂加入量对Al-7.0Zn-2.5Mg-2.5Cu合金铸态组织和性能的影响

采用高能球磨的方法制备了一种纳米TiN/Ti复合晶粒细化剂,研究了该细化剂的加入量对A1-7.0Zn-2.5Mg-2.5Cu合金铸态组织和性能的影响.结果表明,纳米TiN/Ti复合晶粒细化剂对合金具有良好的细化效果.当细化剂的加入量为0.3％时,合金的平均晶粒尺寸由未添加细化剂的297.5 μm细化至178 μm,初生α相细化同时,组织中的共晶体被细化分散.加入量为0.5％时,晶粒尺寸又呈增大趋势.细化剂添加量小于0.3％时,合金的抗拉强度及显微硬度随着细化剂加入量的增大而增加.当细化剂的加入量为0.3％时,抗拉强度与显微硬度均达到最大值,抗拉强度为243.9 MPa,较未添加细化剂试样提高了近10％;显微硬度为HV143.5,较未添加细化剂试样提高了20％.其拉伸断口为脆性解理断口和撕裂棱组成的复合断口.     

N对高CE高强度制动盘的影响

分析了高CE高强度灰铸铁的生产情况和存在的问题,阐述了N元素对抗拉强度的影响原理,为探究w(N)量的最佳范围,分别在包内加入0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%的氮化铬进行试验,并得出以下结论:(1)加入氮化铬后,珠光体的片层间距并没有明显的变化,都是细片状珠光体,但石墨变得弯曲、短小且数量增多,部分石墨也出现分枝结构,说明N元素是通过对石墨形态的影响来提高铸件的抗拉强度;(2)制动盘产生N_2气孔的w(N)量临界点为170 ppm;(3)将w(N)量控制在140~170 ppm,可以提高铸件的抗拉强度和硬度。     

Nd含量对医用可降解Mg-0.8Ca合金组织和性能的影响

利用真空感应熔炼及金属模铸造法制备Mg-0.8Ca-Nd合金,并研究了Nd含量对铸态Mg-0.8Ca合金组织和性能的影响。结果表明:随着Nd含量增加,Mg-0.8Ca合金组织得到明显细化,抗拉强度和硬度同时得到提高,当Nd含量为3%时,晶粒尺寸达到10～20μm,抗拉强度和硬度分别达到101 MPa和76 HV;在Mg-0.8Ca合金中Nd不仅起到细化晶粒的作用,还在一定程度上抑制了铸态组织的偏析,为后续的均匀化处理消除成分偏析起到了积极的作用。     

Cu对高磷铸铁风冷缸套组织及性能的影响

研究了Cu对高磷铸铁气缸套金相组织和力学性能的影响。结果表明：（1）Cu不仅可以细化气缸套铸件的金相组织,使片状石墨变得细小,还可以减小网状磷共晶的宽度;（2）在气缸套铸件中加入质量分数0.50%~0.80%的Cu,可以明显提高铸件的抗拉强度,硬度也有所提高,但变化幅度不大;（3）当气缸套铸件中w（Cu）量控制在0.50%以上时,可以保证气缸套破裂压力达到40 MPa以上。     

纳米TiC/Ti细化剂加入量对铸态Al-Zn-Cu-Mg合金组织和性能的影响

采用高能球磨法制备金属Ti粉负载纳米TiC颗粒复合细化剂(TiC/Ti细化剂),研究细化剂加入量对铸态Al-Zn-Mg-Cu合金组织和性能的影响。结果表明:随着TiC/Ti细化剂加入量的增加,Al-Zn-Mg-Cu合金的晶粒尺寸逐渐减小;当加入量为0.5%(质量分数)时,晶粒形态由未添加细化剂时的525μm树枝晶转变为119.7μm的细等轴晶;随着细化剂加入量的增加,合金的晶粒尺寸逐渐粗化。铸态Al-Zn-Mg-Cu合金的第二相由T(AlZnMgCu)相和θ(Al_2Cu)相组成,晶粒细化使第二相细化、分散,但细化剂的添加并不改变第二相的组成。随着细化剂加入量的增加,合金的抗拉强度和维氏硬度升高;当细化剂加入量为0.5%时,合金的抗拉强度和硬度分别为249.5 MPa和137.3 HV,较未添加时的分别提高32.9%和16.4%。