制动盘用灰铸铁热疲劳性能的研究

灰铸铁具有优良的导热性、良好的耐摩性,是制动盘的主要材质。对3种碳当量较高的灰铸铁组织及性能进行了测定和分析,采用板状带V型缺口试样,通过循环加热、冷却的方法研究热疲劳性能。结果表明:碳当量比较低、石墨数量少,即使强度和硬度比较高,抗热疲劳性能也较差;当基体以珠光体为主时,碳当量高且含有一定量D型石墨的灰铁抗热疲劳性能好。     

石墨形态及合金元素对铸铁抗热疲劳性能的影响

对石墨形态、合金元素等对铸铁抗热疲劳性能的影响进行了研究。加入提高抗氧化性的合金元素可显著提高铸铁的抗热疲劳性能。从首次产生裂纹的循环次数、裂纹扩展速度及变形量等综合考虑,蠕铁的抗热疲劳性能最好。     

汽车制动鼓Cr灰铁铸件的生产实践

介绍了用0．2％—0．4％Cr灰铁代替HT200生产汽车制动鼓的生产技术，分析了铁液化学成份和生产要点。该方法提高了铸件的强度、硬度、耐磨性和切削加工性能，铸造性能也得到改善。实践表明，该生产方法大大降低了废品率，经济效益显著。     

合金元素对铸铁共析转变的影响

介绍了铸铁共析转变的概念、特点和转变产物;说明了没有其他合金的铸铁共析转变时,奥氏体中富余碳的去向问题;阐明了合金元素对铸铁共析转变温度、转变产物的影响情况和珠光体形成与生长机理;提出了降低铸件断面敏感性的途径.     

Microsegregation of Alloying Elements in Cast Iron

Abstract

The microsegregation of Mn, Cu, Cr, Mo, Ni and Si has been measured in ductile iron which has been quenched during solidification. Effective segregation coefficients have been determined for each of the elements, and used to calculate the segregation on the basis of the Scheil equation. The calculated values agree reasonably well with the measured values of solute concentration as a function of the solid fraction. On the basis of the measured segregation of the alloying elements, the mechanisms by which the segregation affects the as-cast microstructure are considered, and an explanation for the effect of the segregation on the hardenability of ductile iron is proposed.     

The Effect of Residual Stress on the Distortion of Gray Iron Brake Disks

Thermal distortion of gray iron brake disks due to residual stress and its effect on brake vibrations were studied. The residual stress of heat- and non-heat-treated gray iron disks was measured using neutron scattering. Dynamometer tests were performed to measure the friction force oscillation caused by the disk runout during brake applications. High-temperature tensile tests were carried out to find out possible plastic deformation due to residual stress during brake applications. The results showed that the average residual stress of the heat-treated disk (47.6 MPa) was lower than that of the non-heat-treated disk (99.6 MPa). Dynamometer tests at high temperatures (up to 600 °C) indicated that the residual stress pronounced the runout: the increase in disk runout after the tests for the non-heat-treated sample was more than twice that for the heat-treated sample. This difference correlated well with the neutron scattering results and the dimensional changes after a separate vacuum heat treatment. The high-temperature tensile tests showed severe reductions in yield strength at 600 °C, suggesting that disks produced with no stress relaxation could be deformed during severe braking.     

灰铸铁合金化及加工性能研究

对比了在相同的孕育剂75SiFe孕育下多元合金添加剂(RE、Cr、Mn、Si、Fe)和Cu分别合金化处理得到的灰铸铁力学性能和加工性能,以及多元合金添加剂合金化处理不同孕育剂孕育得到的灰铸铁力学性能和加工性能.结果表明:在75SiFe孕育的情况下,多元合金添加剂合金化处理的灰铸铁与Cu合金化处理的灰铸铁相比,抗拉强度降低了6.5％,主切削力降低了3.5％～7.7％(切削深度2～3 mm),加工性能略好.均用多元合金添加剂合金化处理时,使用不同孕育剂75SiFe、SrSi和BaSi孕育得到的灰铸铁件强度基本相同,而SrSi孕育处理的灰铸铁切削加工性能最好.     

合金元素对球墨铸铁抗热疲劳性能的影响

研究了合金元素对球墨铸铁抗热疲劳性能的影响。结果表明,就抗热疲劳性能而言,在本研究范围内,耐热球墨铸铁模具材料的较佳成分配比w为:5.0%Si、0.5%Mn0、.5%Mo、1.2%Cr。Si是影响材料热疲劳抗力的重要元素,对耐热球墨铸铁模具材料的抗热疲劳性能起着决定性作用,它的含量直接决定了耐热球墨铸铁模具材料热疲劳抗力的总体水平。Mo元素的加入能够使晶粒细化,其含量越多,则晶粒越细小,材料对热疲劳裂纹萌生和扩展的抗力就越强。     

合金元素对球墨铸铁冲蚀腐蚀磨损特性的影响

研究了添加Cr、Ni、Mo合金元素的球墨铸铁，分别以90°和45°冲击角度在酸性、中性和碱性石英砂介质中的冲蚀腐蚀磨损特性。结果表明：球墨铸铁的冲蚀腐蚀磨损耐磨性随合金元素的加入而增加，并且随介质pH值和冲击角度的增加而增加。球墨铸铁冲蚀腐蚀磨损的机理，在酸性介质中是以粒子显微切削和腐蚀共同作用为主，而在中性和碱性介质中是以粒子显微切削为主，腐蚀的作用很弱。     

高碳当量高强度低铬铜合金灰铸铁的试验研究

针对高碳当量灰铸铁,试验了少量合金元素Ｃｒ、Ｃｕ对抗拉强度及白口倾向的影响。结果表明：合金元素Ｃｒ和Ｃｕ对灰铸铁的强度有明显的影响,在碳当量为３．９％￣４．１％的条件下,铁水中合金元素Ｃｒ和Ｃｕ的合理含量分别为：０．２０％￣０．２５％以及０．４０％￣０．４５％。此外,初步分析了合金元素Ｃｒ和Ｃｕ对灰铸铁强度及组织的影响机理。     

不同成分灰铸铁制动盘的性能研究

以制动盘用高碳当量灰铸铁和普通灰铸铁为研究对象,通过扫描电镜和DSC热分析仪,研究两种灰铸铁的断口形貌、切削加工性能及导热性能。结果表明,高碳当量灰铸铁和普通灰铸铁拉伸试样的断裂方式均为解理断裂和沿晶断裂复合机制,其中高碳当量灰铸铁穿晶解理断面较大;机加工后高碳当量灰铸铁表面粗糙度为0.4,普通灰铸铁表面粗糙度为1.18,高碳当量灰铸铁的加工刀具磨损程度更小,加工性能更好;对比分析DSC曲线,高碳当量灰铸铁的共析和共晶转变峰值高于普通灰铸铁,导热性能更好。     

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。     

铁型覆砂铸造灰铸铁制动鼓的生产控制

介绍了常用灰铸铁制动鼓铸件的产品要求,采用铁型覆砂铸造生产灰铸铁制动鼓的工艺和生产实践,中的控制条件和注意事项.     

汽车制动鼓用蠕墨铸铁的性能研究

研究了Sn、Cr合金化元素对蠕墨铸铁常温和高温条件下力学性能的影响。结果表明,添加Sn元素能提高蠕墨铸铁常温力学性能,用量为0.06%时效果最好,该条件下高温性能保持率也最高;添加0.4%的Cr能进一步提高蠕墨铸铁的常温和高温力学性能,且具有更高的屈强比。     

灰铸铁热分析数学模型的研究

由于炉料成分和熔炼条件的波动,使得热分析法在铸铁炉前成分检测精度上出现不稳定的情况.本文分别采用加碲和不加碲的样杯对灰铸铁进行热分析试验,通过二元线性回归建立热分析数学模型,比较成分检测的精度.研究结果表明,对于生产中炉料变化不大的情况,采用不加碲样杯进行热分析测试的精度会更高;如果不能严格控制炉料,用加碲样杯进行热分析,则能够保证比较稳定的精度.针对不同的炉料和熔炼条件,选用合适的热分析数学模型,是铸铁炉前质量控制成功与否的关键.     

重型载重车辆灰铸铁材质制动鼓失效分析

通过对失效制动鼓进行分析,研究制动鼓失效的机理,针对其失效原因,对其材质、组织、使用、维修、结构等提出改进措施与建议。     

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.     

热暴露对柴油机缸盖用高强度灰铸铁组织性能的影响

为了满足高功率密度柴油机机体和汽缸盖的材料高温稳定性的要求,通过金相显微分析,结合力学性能测定,研究了在热暴露温度不变的情况下,不同热暴露时间对柴油机缸盖用高强度灰铸铁力学性能的影响规律。结果表明:高强度灰铸铁在500℃不同热暴露时间后的室温抗拉强度随着保温时间的延长逐渐降低,σ_b(0 h)=340 MPa,σ_b(700 h)=280 MPa,伸长率随着保温时间的延长呈先升后降趋势;随着热暴露时间的延长,基体组织中珠光体量逐渐降低,铁素体量逐渐增多,珠光体量由0 h时的90%降到1 000 h时的40%左右。     

重型载重车辆灰铸铁制动鼓力学性能研究

为满足重型载重车辆灰铸铁材质制动鼓力学性能的要求,研究了制动鼓用灰铸铁相关力学性能.在碳含量3.7％左右时,加入少量或微量的Sn、Sb、Cr、Cu等元素,采用75SiFe和自制孕育剂进行孕育,浇注后测试并分析试样力学性能.试验结果表明,合金元素的加入有利于提高自动鼓的力学性能.在综合考虑质量及经济因素的基础上,得出了比较适合制动鼓材质的三种配方.     

Nb在高导热铸铁制动盘中的应用

在CE为4.4%~4.5%的高导热铸铁制动盘中加入不同量的铌合金,研究了Nb对其组织和力学性能的影响。结果表明,CE为4.4%、w（Nb）量为0.09%时,高导热铸铁制动盘石墨组织细化,力学性能得到一定的提高,磨损量降低,制动盘的抗热裂性提高。