镍对低温高韧性球墨铸铁组织及性能的影响

试验采用了0-1.2%的镍对低温球墨铸铁进行合金化,并采用两阶段退火工艺进行热处理.结果表明,材料的微观组织由铁素体+石墨球+极少珠光体组成.加入质量分数0.71%Ni的球铁,经热处理后具有良好的冲击韧度,在-20℃、-40℃温度环境下,其冲击韧度分别达到16.6J和12.8J,可以满足球墨铸铁件在高寒地区的使用要求,并保证了在不降低低温冲击韧度的前提下,提高材料强度和硬度,从而弥补因硅量降低带来的强度不足的问题.     

镍和硅复合添加对低温高韧性球墨铸铁组织和性能的影响

采用1.2%～1.8%的镍对低温球墨铸铁进行合金化,同时加入2.0%～2.5%Si,并采用石墨化两阶段退火或低温石墨化退火工艺进行热处理。结果表明,热处理后材料的微观组织由铁素体、球状石墨和极少珠光体组成。当Si量为2.01%,Ni量为1.2%时,-20℃和-40℃的低温冲击功AKV都最高,分别达到16.3 J和13.6 J,同时抗拉强度大于400 MPa,伸长率高达23%。因此,要获得低温高韧性球墨铸铁,即保证不降低材料低温冲击功的前提下,提高其抗拉强度,应该选择合理的镍、硅含量,其中Ni量不超过1.5%,Si量在1.9%和2.3%之间。     

含镍量对QT400-18L低温冲击韧度的影响

球墨铸铁在低温下常发生脆断,限制了其在工程上的应用,采取适当措施,进行合金化和热处理控制组织,以解决球铁低温冲击韧度不足的问题。试验在球铁QT400-18L中加入0~1.0%的镍进行合金化并采用两阶段石墨化退火对铸件进行热处理;将无水乙醇与干冰在密封容器内按一定比例混合,模拟三种低温环境,将冲击试样放入,待试样达到预定温度后,测定其冲击韧度。分别测试试样在室温、-20℃、-40℃、-60℃条件下的冲击性能。试验结果表明,加入质量分数0.3%Ni的球铁,经热处理后具有良好的冲击韧度。在四种温度环境下,其冲击韧度αkv分别可达到23.425 J/cm2、23.738 J/cm2、20.867 J/cm2和15.886 J/cm2。尤其在-40℃时,αkv>12 J/cm2,可以满足球墨铸铁件在高寒地区的使用要求。     

低温球墨铸铁工艺的技术研究

对低温(-60℃)球墨铸铁材料的化学成分、配料、熔炼、球化、孕育、浇注、热处理工艺进行了分析,并对各工序提出了具体的成分、温度、加入量等控制措施。结果表明,通过合理的化学成分配比和微量Ni元素的加入,控制1 530～1 550℃铁液出炉,900～920℃高温热处理工艺,提高了低温球墨铸铁材料力学性能(低温-60℃时,抗拉强度≥425 MPa、冲击吸收功在12～14 J之间、伸长率≥22%),该性能满足了轨道交通、风电、核电、南北极开发等领域高端装备制造业的需求。     

电力机车牵引电机用低温球墨铸铁件的生产

针对牵引电机用低温球墨铸铁件结构复杂,壁厚差别大,易产生缩孔和缩松缺陷,并要求铸件-40℃的低温冲击功大于12J的这些生产难点.以端盖铸件为例,分别从造型工艺、熔炼、原材料的选择、化学成分的控制、热处理工艺等方面介绍了生产低温球墨铸铁件的生产过程.经检验,铸件性能达到国外同类产品的质量要求,实现了国产化生产.     

铜对低温球墨铸铁组织与力学性能的影响研究

目前对球墨铸铁低温冲击韧性的研究越来越受到重视，本文以低温球墨铸铁为研究对象，研究了铜元素对低温球铁（球墨铸铁）组织及力学性能的影响规律。结果表明，铜元素可以提高石墨球的圆整度，减小石墨球径，并且使石墨球的分布更加均匀。在一定范围内(铜的质量分数为0～0.5%)，随着含铜量的增多，球铁的抗拉强度、硬度得到有效提高，低温冲击性能、伸长率降低；当名义含铜量为0.3%时，布氏硬度达到178 HBW，抗拉强度达到510 MPa，伸长率为18%,-40℃热处理后低温冲击功为16 J，综合性能较好。     

GGG40.3球铁阀体铸件的研制

介绍了生产GGG40.3球铁阀体铸件的试验设备、原材料以及试验方法,分析了金相显微组织、化学成分、热处理工艺对低温冲击性能的影响,研究了w(Si终)、w(Ni)量对低温冲击性能的影响。结果表明:随着w(Si)量的降低,球墨铸铁的低温冲击性能和伸长率逐渐提高,而抗拉强度能够维持在一定水平;同时指出w(Si终)量控制在2.00%～2.20%为最佳,建议不添加Ni元素。     

镍含量对球墨铸铁组织性能的影响

为了改善球墨铸铁的低温冲击性能,研究了不同镍含量对铸态球墨铸铁组织性能的影响和镍含量为0.6%退火态球墨铸铁的组织和低温冲击性能。结果表明:不同镍含量下球墨铸铁铸态显微组织均为铁素体+石墨球+少量珠光体组成,随着镍含量在0.0%~0.6%之间的增加,铁素体晶粒逐渐细小,石墨球亦逐渐细小圆整,且数量增多,镍含量为0.8%时,石墨球化率和均匀性下降。随着镍含量的增加,珠光体的含量增加,球墨铸铁的硬度和抗拉强度逐渐提高,屈服强度先升高后下降,而伸长率却总体呈下降趋势。镍含量为0.6%的球墨铸铁经760℃加热,零保温,随即以5℃/min冷却速度降温到620℃后出炉空冷后,得到了铁素体+石墨球组织,冲击试样在-60℃下仍然属于韧性断裂,冲击功仍高达13.2 J,能够满足工程机械零部件在较低温下工作冲击韧性的需求。     

一种中强度耐低温铸钢材料组织与性能研究

为满足高寒地区中强度低合金铸钢的低温使用要求，在B+级钢的基础上，依据合金元素对韧脆转变温度影响进行成分优化设计。试验分析3种不同热处理工艺对材料低温冲击性能的影响，理论与试验结合研究了不同Nb含量对材料力学性能及组织的影响。结果表明:该低合金耐低温铸钢材料经正火预处理+调质处理后，可以满足?60 ℃温度下冲击吸收能量达到20 J的目标要求；当Nb含量为0.04%时，组织均匀，晶粒细化，低温冲击性能最好。     

一种低温铸钢材料的研制

针对API8C对石油钻机提升设备的性能要求,设计了一种含Cr、Ni、Mo的低合金低温铸钢.结果表明,通过铸造过程质量控制和不同的热处理工艺措施,得出该钢经900℃淬火及650℃回火热处理后,组织为典型的回火索氏体,-20℃冲击功达到了 90J,-45℃冲击功达到了 48 J.在此条件下,该钢表现出优良的室温力学性能和较...     

QT400-18AL低温球墨铸铁力学性能的优化试验研究

为了使QT400-18AL(-40℃)低温球墨铸铁达到更优的力学性能,采用退火、正火+回火、淬火+回火的热处理方法进行试验。结果表明,当采用860～880℃正火+640～660℃回火的工艺热处理,能在保证低温球铁伸长率和低温冲击性能的前提下提高其抗拉强度,使其屈强比达到较好匹配,从而优化其力学性能。本研究对低温球墨铸铁力学性能的研究和应用有一定的参考价值。     

淬火工艺对含Ni中锰钢组织和性能的影响

通过扫描电镜观察、拉伸及低温冲击试验,研究了不同淬火工艺对含1%(质量分数)Ni的中锰钢组织和性能的影响。结果表明,随着淬火温度升高,试验钢的屈服强度和抗拉强度先增大后减小,随后再逐渐增大,低温冲击吸收能量具有相同变化趋势;中锰钢的最优调质工艺为900 ℃淬火后于600 ℃回火,其屈服强度、抗拉强度及伸长率分别能达到560 MPa、640 MPa及21.8%,-50 ℃ 冲击吸收能量达到270 J,获得了良好的综合力学性能。调质态试验钢在不同淬火温度下均获得了铁素体和回火马氏体组织,随着淬火温度升高,马氏体比例增加,晶粒尺寸逐渐减小。     

核电主设备支承件用12MDV6铸钢成分及热处理工艺对性能的影响

利用拉伸试验、冲击试验、金相检测及成分检测等方法,通过对比不同成分及热处理工艺对核电主设备支承件用12MDV6铸钢力学性能的影响,提出合理的热处理工艺及成分控制措施。结果表明,回火温度对拉伸性能影响较大,适宜的回火温度为690 ℃;碳含量及合金当量增加会提高强度,合金当量对伸长率无明显影响;低温冲击性能的不合格主要是Al含量过高造成的,Al成分宏观偏析会造成低温冲击吸收能量的波动,为使冲击性能达到要求,宜将Al含量控制在0.018%以下。     

热处理对D-5S高Ni球铁组织及力学性能的影响

详细介绍了利用正交试验方法研究热处理工艺对D-5S高Ni奥氏体球墨铸铁中碳化物体积分数和形态以及合金性能的影响规律。结果表明:加热速度越低、保温温度越高、冷却速率越快时,合金碳化物体积分数越少。合理的热处理工艺可以大幅度提高高Ni球铁的力学性能。推荐的热处理工艺参数为:加热速度100℃/h,加热温度975℃,保温时间3 h,出炉空冷。热处理态合金组织由奥氏体枝晶、球状石墨和弥散于晶间的二次碳化物组成,碳化物体积分数小于2.20%。合金硬度154~160 HBS,抗拉强度546~550 MPa,伸长率24%~28%。     

超低温地铁传动箱用铁素体球墨铸铁的开发

通过调整成分、优化冶炼工艺和热处理工艺,改善球墨铸铁铸态QT400-18的显微组织,进而提高其综合力学性能。分析球墨铸铁组织性能,检测试样热处理后力学性能。结果表明,优化冶炼和热处理工艺后,球墨铸铁QT400-18的组织和力学性能有明显的改善,抗拉强度和伸长率高于牌号标准,硬度135～180 HB,-60℃低温冲击性能达到12 J以上。     

热处理对球墨铸铁冲击韧性的影响

研究了不同的热处理工艺对某种成分球墨铸铁冲击韧性的影响。结果表明：在-80℃、-60℃、-40℃、-20℃下,这种球墨铸铁具有较高的冲击值;经740℃低温退火处理的V型缺口试样在-20℃的冲击功能达到13J,经920℃两阶段退火处理的V型缺口试样在-40℃的低温冲击功能达到15J,经800℃两阶段退火处理的V型缺口试样在-40℃的低温冲击功能达到9.1J。     

一种低温用铸钢材料的化学成分与热处理工艺设计

为满足海工装备用铸钢件材料的高强度和低温冲击性能要求,对ASTM A148 105-85铸钢材料的化学成分和热处理工艺进行调整、优化.最终确定该材质的化学成分为:0.25％C、0.5％Si、0.9％Mn、P≤0.02％、S≤0.01％、0.7％Cr、0.50％Mo、0.70％Ni.热处理工艺采用淬火+亚温淬火+高温回火.经过调整和优化,铸钢材料的抗拉强度达到810 MPa、屈服强度达到621MPa、伸长率达到20％、断面收缩率达到47％,-20℃冲击功达到73 J,-40℃冲击功达到42J.     

球墨铸铁件低温冲击韧度不足的原因及其改善

球墨铸铁件低温冲击韧度不足的原因是缺口及其形状,化学成分中硅、磷、锰等元素的含量,各种金相组织的多少。熔炼球墨铸铁时控制化学成分,选用Mg6RE2的中镁低稀土球化剂,采用含Ba硅铁孕育剂,球化处理温度控制在1450℃左右,浇注温度以1350℃左右为宜。最佳的低温冲击性能的热处理工艺为:升温至880℃保温2.5 h,炉冷至720℃,保温3.5 h,再炉冷至600℃出炉。控制珠光体含量,确保基体组织中的铁素体量达到90%。     

热分析法确定钢的回火脆性起始温度

以23Cr Ni3Mo钢为试验材料,热处理工艺为淬火+低温回火。以热分析方法对比淬火组织和平衡组织升温过程中的DSC曲线,确定残留奥氏体分解开始温度;经290、295、300、310、315℃不同温度回火试样的冲击试验,确定低温回火脆的起始温度,来规避低温回火脆性。结果表明:23Cr Ni3Mo钢的低温回火脆的起始温度在295~300℃之间,残留奥氏体开始分解的温度为297℃。     

热处理对不同碳含量3.5Ni钢力学性能和低温韧性的影响

利用光学显微镜及SEM进行组织观察,通过拉伸和低温冲击试验研究了热处理对两种不同碳含量3.5Ni钢的力学性能和低温韧性的影响。两种3.5Ni钢热轧板分别经860 ℃×1 h空冷的正火处理和860 ℃×1 h水淬+(580, 610, 640)×1 h回火的调质处理。结果表明:含碳量较高的3.5Ni钢热轧态强度低塑性高,但－100 ℃冲击吸收能量低,经正火处理后试验钢的整体性能降低,而调质处理后强度和低温冲击吸收能量均明显提升,塑性略有降低;含碳量较低的3.5Ni钢热轧态已经具有优异的拉伸性能和低温冲击性能,经热处理后拉伸性能和低温韧性没有得到明显提升。