过共晶球墨铸铁中石墨球周围奥氏体壳的形成机制

有用着色腐蚀技术，可清晰地显示出过共晶球墨铸铁中的高温凝固组织，观察分析了石墨球周围奥氏体壳（奥氏体壳是奥氏体枝晶的一部分）的形成机制。结果表明，初生枝晶和晕圈枝晶交替生长，促成石墨球周围奥氏体壳的形成；奥氏体以石墨生长面（0001）为衬底形核、生长，在初生石墨球周围形成环状封闭奥氏体壳；共晶前期石墨球在枝晶臂间或框架中形核、生长、尔后为枝晶高次臂所包围，形成封闭或不封闭的框架奥氏体壳。共晶后期石墨球不形成奥氏体壳。     

过共晶球铁凝固过程中奥氏体的生长方式与形貌特征

采用着色腐蚀技术显示出过共晶球铁中的高温凝固组织，观察分析过共晶球铁凝固过程中奥氏体的生长方式与形持征。结果表明：在非平衡凝固条件下，过共晶球铁凝固时通常会析出初生枝晶和晕圈枝晶，其形成条件主要与冷却速率和熔体的过冷有关。随铸件模数Mc增大，枝晶数量减少，二次臂间距显著增大，形态趋于不发达，由初生枝晶向晕圈枝晶过渡。当Mc≤0.3cm时，二次臂间距的实测值与理论预测值基本吻合。初生石墨球周围往往形成环状封闭奥氏体壳；共晶前期石墨球周围形成封闭或不封闭的框架奥氏体壳；共晶后期石墨球往往被周边生长着的共晶奥氏体所包覆，最终成为共晶奥氏体的一部分。     

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。     

浇注温度对半固态亚共晶高铬铸铁初生奥氏体的影响

利用倾斜板冷却体法制备了亚共晶高铬铸铁半固态浆料,并且研究了不同浇注温度对半固态亚共晶高铬铸铁初生奥氏体的影响。结果表明,浇注温度低时,合金熔液获得的过冷大,初生奥氏体大量形核,颗粒细小、圆整;随着浇注温度的升高,合金获得的过冷减小,初生奥氏体形核率降低,液相原子扩散能力提高,长大机率增加,初生奥氏体明显长大,且朝枝晶状生长,颗粒尺寸变大、圆整度差、枝晶发达;当浇注温度进一步升高时,液相原子扩散能力再次加强,使得初生奥氏体周围液相的溶质浓度均匀,颗粒生长没有明显的方向性,初生奥氏体颗粒粗大、圆整。     

灰铸铁和球墨铸铁凝固过程中的几个问题

详细介绍了灰铸铁和球墨铸铁的凝固过程,包括生核过程、初生奥氏体枝晶的析出过程以及亚共晶铸铁、过共晶铸铁、共晶铸铁的形成过程。阐述了初生奥氏体枝晶的形态和初生奥氏体枝晶对铸铁性能的影响以及对初生奥氏体枝晶的控制。分析了灰铸铁和球墨铸铁的共晶转变过程以及石墨的晶核。最终得出:(1)对于灰铸铁,组织中枝晶所占的体积分数提高,铸铁的强度随之提高;(2)对于球墨铸铁,初生奥氏体枝晶的数量和枝晶间距,对石墨球的形态、尺寸和分布状况有重要的影响;(3)将w(Al)量控制在0.005%~0.01%,既促进灰铸铁石墨生核,又不会诱发针孔缺陷;(4)采用含S、O的孕育剂可以使球化率提高、石墨球数增多、石墨球尺寸减小,从而提高球墨铸铁质量。     

过共晶球铁中奥氏体枝晶形貌分析

采用着色腐蚀金相显示球铁中奥氏体枝晶，借助扫描电镜观察球铁缩松区形貌，研究了过共晶球铁中奥氏体枝晶形貌特征、分类及形成条件。结果表明，过共晶球铁中奥氏体枝晶具有典型三维空间结构，可分两种类型，即初生枝晶和晕圈枝晶。过冷度是影响枝晶析出的显著性因素，铸件模数ＭＣ增加，枝晶数量减少，形态趋于不发达，由初生枝晶向晕圈枝晶过渡。     

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。     

中磷白口铸铁组织和性能的研究

随着白口铸铁含磷量的增加，其结晶组织由共生共晶变为离异共晶，渗碳体独立生长为断续分布的网块状或板条状，共晶奥氏体依附在初生奥氏体枝晶上生长。三元磷共晶分布于渗碳体断网及板条搭接处。中磷白口铸铁的宏观硬度和显微硬度高于普通白口铸铁，但冲击韧性略有降低。     

宽厚比与模数对球墨铸铁件冒口有效补缩距离的影响

采用杆形件与板形件研究了宽厚比与模数对过共晶球墨铸铁件冒口有效补缩距离的影响。用着色腐蚀金相法显示了过共晶球铁中的奥氏体枝晶组织,观察了其形貌特征,以此分析了有效补缩距离与奥氏体枝晶组织的关系。结果表明,随铸件宽厚比的增大,过共晶球铁件冒口有效补缩距离减小,枝晶数量增多;随铸件模数的增加,有效补缩距离增大,枝晶数量减少,形态趋于不发达,由初生枝晶向晕圈枝晶过渡。凝固过程中形成的奥氏体枝晶的数量与形状的差异是造成球铁件冒口有效补缩距离大小不同的主要原因。     

D型石墨合金灰铸铁中初生奥氏体枝晶组织的SEM观察

采用光学显微镜和扫描电子显微镜分析了Cu—Cr系合金铸铁凸轮轴中的初生奥氏体枝晶的形貌特征和显微组织。研究发现，该奥氏体枝晶由片间距为约100nm的层片珠光体（屈氏体）组成。作者认为，屈氏体枝晶是D型石墨合金灰铸铁凸轮轴具有较高强度的原因。