关于蠕墨铸铁标准的几点看法

简要介绍了国内外有关蠕墨铸铁标准的情况。对蠕化率的评定、蠕墨铸铁牌号和蠕化率的规定提出了看法,与同行交流探讨。并建议尽快制订我国的蠕墨铸铁国家标准。     

石墨形态及金相组织对蠕墨铸铁力学性能的影响

试验浇铸了5种化学成分基本相同,但蠕化率及金相组织均不同的蠕墨铸铁试样,通过金相、拉伸及硬度等试验,对蠕墨铸铁的蠕化率、石墨形态、金相组织、抗拉强度及布氏硬度进行了测定。研究了蠕化率≥80%的情况下,蠕墨铸铁的蠕化率、石墨形态及金相组织对其抗拉强度和硬度等力学性能的综合影响及机理。结果表明,当蠕化率≥80%的情况下,蠕化率的变化并不能显著影响蠕墨铸铁抗拉强度和硬度等力学性能,降低石墨长宽比可以有效提升蠕墨铸铁抗拉强度和硬度;当蠕化率≥80%且石墨长宽比为5~9的情况下,珠光体体积分数对蠕墨铸铁抗拉强度和硬度等力学性能的影响最显著。珠光体体积分数越高,蠕墨铸铁的抗拉强度和硬度等力学性能越好。     

蠕墨铸铁的磨损性能研究

研究了不同蠕化率条件下蠕墨铸铁在不同载荷下的耐磨性能。结果表明,随着蠕化率的增大,蠕墨铸铁的抗磨损性能降低。蠕化率为50%~60%时,随着载荷的增加,蠕墨铸铁磨损机制由磨粒磨损转变为磨粒磨损和黏着磨损的混合形式。蠕化率为80%~90%时,随着载荷的增加,蠕墨铸铁的磨损机制最终几乎全部转变为表面疲劳磨损。     

蠕墨铸铁活塞环组织性能研究

试验通过对蠕墨铸铁活塞环铸造工艺的设计并浇注,研究了蠕墨铸铁活塞环不同位置的蠕化效果问题,发现铸造后的活塞环存在严重蠕化效果不均匀现象。蠕化率高的可达85%以上,而低的则只有30%。     

蠕化率对蠕墨铸铁热疲劳行为的影响

采用V型缺口试样,通过对试样反复加热冷却,研究了不同蠕化率(55%、70%、90%)对蠕墨铸铁热疲劳行为的影响。结果表明,随着蠕化率的增加,蠕墨铸铁的抗热疲劳性能先升高后降低,当蠕化率为70%时,蠕墨铸铁抗热疲劳性能最佳。不同蠕化率,蠕墨铸铁的裂纹萌生和扩展机制具有显著差异。当蠕化率90%时,在V型缺口裂纹萌生明显,主裂纹沿着蠕虫状石墨生成二次裂纹,最后V型缺口凹陷成崩塌趋势;而蠕化率70%和55%时,V型缺口附近裂纹明显减少,仅在球状石墨尖端部位和基体组织产生少量微小裂纹,且裂纹没有明显扩展,产生裂纹倾向低,V型缺口凹陷未形成崩塌。     

蠕墨铸铁的最新发展

综述了近几年来蠕墨铸铁在世界上的发展与应用,蠕墨铸铁的综合性能及先进铸造技术的发展,可使蠕墨铸铁汽缸体单位功率的重量小于铝合金缸体,而耐高温性能等远优于铝缸体,成为内燃机缸体的首选材料.比较了国内外蠕墨铸铁标准的差异,关键还在于国内对蠕墨铸铁件的蠕化率要求太低.在列述蠕墨铸铁生产技术时,认为用纯镁及喂线法进行蠕化是今后获得蠕墨铸铁的主要方法.     

蠕墨铸铁在发动机铸件上的应用

蠕墨铸铁作为一种新型铸造材料在国外发动机缸体等重要铸件上得到广泛使用,本文介绍了发动机铸件对蠕墨铸铁的具体要求以及目前国内外的应用状况,并介绍了蠕墨铸铁铸造生产工艺难点及其先进的生产工艺.在发动机关键铸件上的应用,蠕铁应当是这样的一种铸造材料,即蠕化率超过80%以上的蠕墨铸铁.蠕铁存在着较大的铸造生产工艺难点,为能生产出符合这一标准的蠕铁,必须采用具备有效过程控制手段的先进的蠕铁生产工艺,来稳定地、高标准地生产出符合要求的铸件.     

喂丝法生产蠕墨铸铁的研究

应用喂丝工艺生产蠕墨铸铁。通过试验分析了包芯线的化学成分及加入量对蠕化率的影响,确定了喂丝工艺的工艺参数。结果表明,喂丝法生产蠕墨铸铁,蠕化情况良好,蠕化率稳定。     

蠕墨铸铁生产中蠕化率的控制

讨论炉料、化学成分、蠕化剂质量、处理后包内保留时间和温度对蠕墨铸铁蠕化率的影响。介绍如何控制、检测蠕化率，并对如何防止蠕化衰退提出建议。实践表明，蠕化率可以稳定在55％-85％的范围内。     

蠕墨铸铁石墨形态定量分析研究

用图象分析仪对蠕墨铸铁石墨形态进行了定量分析,并以形状系数、长宽比及蠕化率为参数考察了蠕墨铸铁的石墨形态与铸铁中稀土、镁的残留量和铸件壁厚的关系。此外还分析了蠕墨铸铁石墨粒子形状系数的分布规律。     

中硅钼耐热蠕墨铸铁排气歧管材料和工艺探讨

对轿车发动机排气歧管而言，蠕化率控制在50％左右可以获得最佳的抗热疲劳性能，因此不能认为我国的蠕铁标准中规定的蠕化率高于50％的要求偏低了，也不能把蠕化率的高低作为衡量工艺水平的依据。中硅钼蠕铁的抗热疲劳性能为普通蠕铁的3倍，因而是制造排气歧管的理想材料．采用成分合适的稀土镁系蠕化剂，能兼顾蠕化率控制和切削加工性能两方面的要求。在自动化造型和自动浇注炉条件下，包内冲入法和槽内喂丝法相结合的蠕化工艺是成功的工艺。     

蠕墨铸铁的干滑动摩擦学特性

分析了蠕墨铸铁的干滑动摩擦磨损规律，研究了工况条件（速度，压力）、成分、组织对蠕墨铸铁干滑动摩擦学特性的影响，探讨了蠕墨铸铁摩擦表面三维形貌与摩擦表而温度特性，结果表明：蠕墨铸铁与球墨铸铁和灰铸铁相比具有最低的磨损率和最高的摩擦系数与最低的摩擦系数衰减最，适合于作为制动器材料。在蠕墨铸铁中添加P、Cr等合金元素可以显著提高耐磨性能。增加摩擦系数。通过对试样三维表面形貌和干滑动摩擦温度场分析．进一步从机理上解释了蠕墨铸铁所具有的良好干滑动摩擦学性能。     

硅对蠕墨铸铁热分析特征值及蠕化率的影响

试验设计了 5种不同硅含量的蠕墨铸铁铁液,分析了硅含量对蠕墨铸铁凝固的热分析曲线特征值TEU、TER、△Tr和蠕墨铸铁蠕化率的影响.试验结果表明:(1)在本次试验的硅含量范围内,蠕墨铸铁热分析曲线的特征值TEU和TER先是随着硅的增加而上升,然后,变化不明显;(2)蠕墨铸铁共晶温度回升特征值△Tr随着硅含量的增加呈下降...     

不同基体组织的蠕墨铸铁热疲劳性能的研究

采用板状带V型缺口的试样，研究了蠕墨铸铁的基体组织对其热疲劳性能的影响。结果表明，当热循环温度的上限超过珠光体相组织变化温度时，蠕墨铸铁的热疲劳性能随基体组织中珠光体量的增加而下降；相反，当热循环温度的上限低于珠光体相组织变化温度时，稳定的珠光体组织可以有效地阻止热疲劳裂纹的扩展，蠕墨铸铁的热疲劳性能会随基体组织中珠光体量的增加而增强。     

50%～30%中、低蠕化率铸铁的性能及应用

综述了灰铁、蠕铁和球铁中的石墨形态与其力学性能及热力学性能的关系。铸铁材料的实际性能是随着蠕化率或球化率的变化而变化,也就是随着球状、团状、团絮状、蠕虫状石墨的数量比例变化而变化的;中、低蠕化率(蠕化率50%～30%,即球化率50%～70%)铸铁处于由蠕铁向球铁变化的中、后段,具有优于球铁的铸造性能、致密性、导热性、减震性和切削加工性能,同时具有优于高蠕化率蠕铁的常温和高温力学性能。指出中、低蠕化率铸铁适用于需要较高强度和冷热疲劳性能的场合。     

汽车蠕墨铸铁件的应用与发展

东风汽车公司铸造一厂于1979年开始研究蠕墨铸铁，并于1984年开始用蠕铁大批量生产卡车排气管，解决因热疲劳强度低容易开裂损坏问题。上世纪90年代初，又开始生产轿车蠕铁变速箱壳体和排气管。25年来生产各种蠕铁近400万件，质量约在40 000t左右。蠕铁扩大应用目前还面临一些问题，铸造业要尽快完善蠕铁标准，提高管理水平和工序控制能力，掌握稳定生产蠕铁的技术。     

V、Ti合金化对玻璃模具材料抗氧化及耐热疲劳性的影响

通过测试不同V/Ti比条件下蠕墨铸铁玻璃模具材料的抗氧化及热疲劳性能,研究了蠕墨铸铁的钒、钛合金化工艺,并探讨了影响这些性能的因素.结果表明,在V、Ti变化范围内,V/Ti比为1.63时蠕墨铸铁具有较均匀的铁素体基体+蠕虫状石墨组织,以及良好的热物性.     

High-Temperature Oxidation Behavior and Related Mechanism of RuT400 Vermicular Graphite Iron

The vermicular graphite iron is an important material with excellent combination properties for cylinder heads of diesel engines, and the high-temperature oxidation is a crucial problem during service of the component. In this study, the oxidation experiment of RuT400 vermicular graphite iron was performed at 500 °C, and the oxidation time was chosen as 100 h, 200 h, 300 h, 400 h, and 500 h, respectively. Meanwhile, the corresponding microstructure evolution, oxidation kinetics, and oxidation mechanism were discussed. It is found that oxidation pores and oxide layer often appear at the vermicular graphite on the specimen surface; the vermicular graphite plays the role of oxidation channel, and it tends to diffuse along the adjacent pearlite and then connect with each other to form oxidation bridges as the oxidation time prolongs. A linear relationship between oxidation weight gain and the thickness of the oxide layer was established and verified well. These results will give a more comprehensive understanding on the oxidation mechanism of vermicular graphite iron and provide certain guidance for design and preparation of anti-oxidation cast irons.     

国外铸铁生产技术进展

根据2008年美国球铁年会发布的信息,介绍了国外ADI的研究和应用现状、蠕铁生产技术发展情况及球铁熔炼技术进展调查分析结果,预测了铸铁生产技术的发展趋势。