半固态过共晶高铬铸铁的制备及组织定量分析

为改善过共晶高铬铸铁组织中粗大初生碳化物的形貌,采用冷却体法制备了碳化物明显细化、圆整的半固态坯料.通过分别改变浇注温度、冷却体斜度获得六组不同半固态浆料温度的凝固组织,并借助Leica图像分析仪分别定量分析了初生碳化物的形状系数和等效直径变化特征.研究表明:采用本方法可明显改善碳化物的形象,改变浇注温度和冷却体的倾斜角度对半固态组织有较大影响.     

倾斜冷却体-离心法制备半固态高铬铸铁梯度组织

采用倾斜冷却体-离心法制备半固态高铬铸铁环形试样并进行组织观察。结果表明：半固态高铬铸铁组织中初生奥氏体较常规成形组织中初生奥氏体明显细小、等轴化；在高铬铸铁环形试样梯度组织中，初生奥氏体形貌及分布随着距外侧面距离不同而变化，大致由外侧面到内侧面可分为4个区域，即细小奥氏体枝晶区、初生等轴奥氏体与细小奥氏体枝晶分界区、初生等轴奥氏体区、粗大的初生奥氏体枝状区；且初生等轴奥氏体与细小奥氏体枝晶分界区距环外侧面的距离在5～10mm范围内。     

倾斜板角度对亚共晶高铬铸铁半固态组织的影响

采用倾斜板冷却体法对亚共晶高铬铸铁进行半固态成形,研究倾斜板角度对亚共晶高铬铸铁半固态组织的影响规律,并借助Imagetool图像分析软件分别定量分析了其初生奥氏体的形状系数和等效直径的变化特征.结果表明改变倾斜板角度可明显改善亚共晶高铬铸铁初生奥氏体的形貌,为球状晶的获得提供了条件.     

倾斜板角度对亚共晶高铬铸铁半固态组织的影响

采用倾斜板冷却体法对亚共晶高铬铸铁进行半固态成形,研究了倾斜板角度对亚共晶高铬铸铁半固态组织的影响规律。结果表明:倾斜板角度过大或过小都将使得组织中的初生奥氏体较粗大、圆整度较小。当倾斜板角度较小时,金属液的流速相对较慢,枝晶与枝晶和枝晶与金属液间的冲刷、碰撞、剪切作用较小,晶粒易于长大,导致枝晶状初生奥氏体比较多。当倾斜板角度较大时,金属液流速相对较快,金属液在倾斜板上流动的时间相对较短,枝晶间以及枝晶与金属液间的冲刷、碰撞、剪切作用时间相对较短,导致枝晶状初生奥氏体也比较多。当倾斜板角度为45°时,制备的亚共晶高铬铸铁初生奥氏体的尺寸最小,圆整度最高。     

过共晶高铬铸铁半固态浆料制备及组织

采用倾斜板冷却体法制备了过共晶高铬铸铁半固态浆料,观察研究了制备试样的组织.结果表明:采用倾斜板冷却体法对过共晶高铬铸铁进行半固态成形,通过控制合适的浇注温度,同时对过冷的金属液加以适当的振动,可以细化初生碳化物,且使初生碳化物分布更加均匀,获得理想的过共晶高铬铸铁半固态组织.     

半固态高铬铸铁重熔过程中初生碳化物的细化

利用倾斜板冷却体法制备过共晶高铬铸铁半固态坯料,探讨了坯料重熔过程中初生碳化物的细化机制.结果表明,重熔过程中碳化物的细化分为两个阶段,且都是由于碳化物的分解所致.保温初期细化阶段,由碳化物沿裂纹快速分解所致,细化速率较高;后期阶段,由碳化物表面凹陷溶解扩展至内部导致分解所致,细化速率较低.重熔温度越高获得的碳化物颗粒越小.     

半固态亚共晶高铬铸铁重熔时先共晶相的演变

对倾斜板法制备的亚共晶高铬铸铁半固态坯料在1 300 ℃进行加热保温,借助Leica图像分析仪对保温过程中先共晶奥氏体的演变规律进行了研究.结果表明,晶粒球化和合并长大为保温过程中奥氏体形态演变的主要形式,两者交替发生,球化和合并长大所需的时间随着保温过程的进行而延长.同时,合并长大而恶化也随着保温过程的进行而越发显著.保温15.0 min时,晶粒形状系数为0.86,平均等效直径为78.8 μm;保温60.0 min时,晶粒形状系数为0.70,平均等效直径为104.1 μm.     

流变铸造半固态亚共晶高铬铸铁组织形成研究

采用倾斜板冷却体法制备了亚共晶高铬铸铁半固态浆制．研究了亚共晶高铬铸铁半固态球状品的形成条件及规律。结果表明：通过控制合适的浇注温度．并对充型前的金属液进行激冷处理，同时对过冷的金属液施加适当的振动，可以获得球形或近球形的先共晶奥氏休非枝晶组织；在带有倾斜板冷却体的低温浇注情况下金属液的冲刷、流动及振动使熔体获得了均匀的溶质场和温度场．抑制了发达的先共晶奥氏体枝晶的形成，为获得球状品提供了条件。     

不同部分重熔温度对半固态过共晶高铬白口铸铁初生相形貌的影响

为了考察部分重熔温度对初生碳化物形貌的影响,对过共晶高铬铸铁半固态坯料分别在3个不同温度(1 230℃、1 250℃、1 270℃)进行部分重熔,重熔时间为15 min,并借助Leica图像分析仪分别定量描述了初生碳化物形状因子及粒度因子的变化规律.研究表明,半固态组织中初生碳化物形状随着部分重熔温度的升高,呈先改善然后恶化,最后明显改善的趋势变化;碳化物尺寸随着部分重熔温度的升高而逐渐减小.初生碳化物演化过程是由溶质扩散和固、液相界面张力共同作用的结果,然而在较低的部分重熔温度下,固、液相界面张力的作用不明显.在1 270℃部分重熔温度下,重熔15 min时,可获得理想的部分重熔组织.     

半固态高铬铸铁球状先共晶奥氏体的形成

采用自行研制的倾斜取样板进行取样,并借助金相图像分析系统研究了半固态高铬铸铁先共晶奥氏体的衍变过程。结果表明,金属液在流动过程中被倾斜板过冷,奥氏体不断形核长大成枝晶状,枝晶又由于相互间的碰撞、摩擦等物理作用被熔断、折断、破碎而得到细化、球化。上述过程交替出现,初期以奥氏体形核长大为主,后期以枝晶奥氏体被熔断、折断、破碎而被细化、球化为主。     

钒对高铬白口铸铁凝固和显微组织的影响

论述了Fe-C-Cr-V合金的凝固特点,以及钒对该合金系显微组织的影响.当w（V）＜5%时,钒使合金的共晶点稍向右移;当w（V）＞5%时,钒使共晶点左移.w（V）量大于2%后,钒能抑制w（Cr）/w（C）＜5的Fe-C-Cr合金M3C的形成,得到M7C3型碳化物,含钒的Fe-C-Cr-V合金,由于VFe结晶后不久发生（γFe＋MC）共晶反应,缩短了γFe枝晶长大的温度范围,使γFe枝晶细化.指出了为得到MC体积量＞M7C3体积量的C、Cr、V含量适宜范围.     

高Cr铸铁高温耐磨性能研究

对比分析了所研制的高Cr铸铁风帽与耐热钢(ZG40Cr24Ni9Si2NRE)风帽的高温耐磨性能。高Cr铸铁的碳化物为黑色细条杆状并且呈点状分布,有利于高温耐磨性能的提高;而现用的耐热钢w(C)量低,合金碳化物少,不利于高温耐磨性。对比试验、理论分析和生产验证,所研制的高Cr铸铁风帽在生产成本和使用寿命方面均优于厂家现用的耐热钢风帽。     

过共晶高铬铸铁半固态成形组织和性能

用不同结构的铸型对过共晶高铬铸铁进行半固态成形,研究铸型结构和成形工艺对成形件内部质量、显微组织和性能的影响。结果表明,改进铸型结构和充型方式能够有效减少甚至消除成形件内部宏观缺陷,细化、球化初生碳化物组织,提高冲击韧性和抗冲击磨料磨损性能。     

金属型铸造高铬白口铸铁磨球的复合变质处理研究

研究了复合变质处理对金属型铸造的高铬格白口铸铁磨球组织及性能的影响。结果表明，采用ＲＥ、Ｂ、Ｖ、Ｔｉ元素复合变质处理，可有效细化磨球结晶组织，改善碳化物的形态与分布，并显著提高冲击韧性和耐磨性能。     

氮对低碳高铬铸铁性能的影响

通过力学性能、耐磨性能测试以及金相组织观察和ESEM形貌分析，研究了氮含量对低碳高铬铸铁性能的影响。试验结果表明，随着含氮量的增加，共晶碳化物在结晶过程中方向性生长减缓，形状趋于粒状；二次碳化物数量增加，形貌和尺寸也发生变化。随着含氮量的增加，低碳高铬铸铁的硬度增加，冲击韧度下降，滑动式和滚筒式磨损率下降。     

高铬铸铁初生碳化物细化的中外研究进展

从合金化、变质处理、过流冷却三个方面对高铬铸铁中初生碳化物细化的国内外最新研究成果进行了分析研究,并且进一步提出了在研究过程中的不足和未来研究中有待研究的问题,同时展望了未来高铬铸铁中初生碳化物细化的研究发展前景.     

氮对高铬铸铁组织及碳化物形貌的影响

加入氮元素可改善高铬铸铁的力学性能。为了解氮对高铬铸铁的影响机制,通过Factsage和Imagepro plus对加氮的高铬铸铁进行相图模拟和碳化物形貌分析。研究发现,加氮后高铬铸件的冲击韧度和硬度都会受到影响。当加入质量分数0．07％的氮,冲击韧度达到6．4J／cm2;加氮量为O．4％时,硬度达到64．5HRC。     

高铬铸铁半固态挤压件组织差异性分析

采用过流冷却体式流变挤压成形工艺制备高铬铸铁半固态挤压件,对挤压件内部组织差异进行了分析。结果表明,由于凹模中熔体内部存在温度梯度,从而使制备的高铬铸铁半固态挤压件顶部、中部、底部组织存在明显的差异。顶部组织中部分先共晶枝晶状奥氏体或较粗大的杆状M7C3碳化物经过流冷却体时得以保留,受凸模激冷没有发生长大和相变。中部和底部的组织中枝晶状奥氏体或杆状M7C3碳化物经过流冷却体时发生蔷薇化、球化或折断、破碎、磨圆,因在凹模中凝固时间较长,先共晶相和剩余液相发生相变并有长大现象。比较而言,中部组织中先共晶相的转变产物或先共晶相较底部凝固时间更长,长大更明显。