蠕虫状石墨结晶生长过程的研究

用LMC定向凝固技术展示了蠕虫状石墨析出、畸变、成虫的连续生长过程。实验表明,亚共晶蠕虫状石墨有其特有的生长方式,其析出的雏晶除通常所观察到的球状形态外,还发现过去未曾报道过的虫状形态的雏晶。这类雏晶在金属熔体中的奥氏体树枝晶周界上析出。观察球状雏晶的初始畸变,发现有如下三种形式:奥氏体树枝晶间畸变;奥氏体树枝晶包围下畸变;沿奥氏体树枝晶周界畸变。在实验观察的基础上,本文探讨了蠕虫状石墨特有的生长方式。     

共晶、亚共晶蠕铁结晶生长过程

本文通过采用定向凝固技术,观察共晶、亚共晶蠕铁结晶生长过程。结果表明,共晶蠕铁熔体中只有球状雏晶形态一种,球墨雏晶的初始畸变在熔体中发生,蠕墨共晶团形成于液固界面的糊状区;而亚共晶蠕铁熔体中则有球状和虫状两种雏晶形态,球墨雏晶与奥氏体树枝晶接触后。发生初始畸变,共晶团在熔体中初始形成,液固界面糊状区则大量出现。     

无孕育蠕墨铸铁壁厚敏感性研究

采用低镧镁硅铁蠕化剂制备蠕铁铁液,探索了铸件壁厚对合金蠕化率、蠕墨和共晶团形态及基体组织的影响规律。结果表明,在无孕育工艺条件下,蠕墨铸铁的凝固组织由奥氏体枝晶、形态不规则的蠕墨/奥氏体共晶团和少量球墨/奥氏体共晶团组成,铸态组织由铁素体、珠光体和蠕虫状石墨及少量球状石墨组成。随着铸件壁厚的增大,蠕墨铸铁的蠕化率、蠕墨形态参数、蠕墨/奥氏体共晶团尺寸趋于增大,共晶团形貌团球化,而枝晶数量和珠光体数量显著减少。当铸件模数一定时,铸件边缘处的蠕化率、蠕墨形态参数和共晶团尺寸均低于心部,但枝晶析出数量高于心部。对于蠕化率较高的合金,当模数MS≥0.75 cm时,蠕化率对壁厚的变化不甚敏感,反之,敏感性较强;而对于蠕化率较低的合金,敏感性转变模数由0.75 cm降为0.5 cm。此外,无论合金蠕化率高低,其基体组织中的珠光体数量对壁厚变化均十分敏感,尤其是当铸件模数MS0.5 cm时,珠光体数量随铸件模数的增大显著减少。     

蠕墨铸铁金相组织与机械物理性能的关系

蠕虫状石墨和球状石墨共存是蠕墨铸铁金相组织的主要特征。由于蠕虫状石墨和球状石墨在形貌特征、共晶团结构及大小均不同,因而蠕墨铸铁中蠕虫状石墨和球状石墨所占的比例将会影响各种性能。本文是在光学金相分析的基础上,研究蠕墨铸铁     

低蠕化率蠕铁与球化不良及衰退球铁的区别

详细介绍了低蠕化率蠕铁、球化不良球铁及球化衰退球铁的区别。金相组织的区别是:低蠕化率蠕铁的球状石墨圆整,蠕虫状石墨粗短,只有极少量的团絮状石墨,没有片状石墨,基体组织细密;球化衰退的球铁石墨形态恶化,开花状石墨和团絮状石墨较多,严重时有片状石墨,组织粗大;球化良好的铸铁,球墨圆整,极少团絮状和蠕虫状石墨,没有片状石墨,组织细密。力学性能的区别是:球化衰退球铁的力学性能已明显下降,低蠕化率蠕铁的力学性能则远高于规定要求,如果采用适当的热处理方法,在冷热交变环境下服役能显示优异性能,因此,不能笼统地将其判为废品。     

氧对蠕墨铸铁石墨形貌特征的影响

研究了蠕墨铸铁中氧对石墨形貌的影响指出，含氧蠕铁异态石墨较少，畸变蠕虫状石墨由小块状石墨组成，蠕虫端部较钝，长宽比较小。     

蠕墨铸铁金相组织与机械物理性能的关系

蠕墨铸铁是70年代新兴的工程材料,它特有的综合性能引起了人们极大的兴趣,并开始应用于生产。球状石墨与蠕虫状石墨共存是蠕墨铸铁金相组织的主要特征。由于球状石墨与蠕虫状石墨在形貌特征,共晶团结构及大小均不同,因而它们在蠕墨铸铁中所占的比例无疑将会影响各种性能。本文是在光学金相分析的基础上研究蠕墨铸铁的各种石墨组织及其对某些性能的影响,为合理选用控制蠕墨铸铁材质提供参考。     

铸铁中蠕虫状石墨微观结构SCIEI

本文用等温冰盐水液淬法制备了过共晶蠕墨铸铁试样,并用透射电子显微镜对此试样的薄膜进行了观察,对石墨内部的异质点、条纹进行了分析,结果表明:蠕虫状石墨生长改变方向处存在着许多异质点,这些异质点除含少量Si外,几乎全部为铁;同时,石墨内部还存在着许多孪晶和位错,并且认为孪晶对蠕虫状石墨在空间改变生长方向有一定的作用,位错可以给石墨的生长提供生长台阶。     

无孕育蠕墨铸铁的热分析及凝固特性研究

采用低镧镁硅铁合金对普通铁液进行无孕育蠕化处理,借助热分析方法研究了蠕铁铁液过冷度与凝固特性之间的相关性。结果表明,在宽泛的化学成分范围内,工业蠕铁的共晶转变平衡温度约为1 160℃,硅含量增多使铁液过冷度减小,而蠕化元素含量增加会加大铁液过冷倾向,蠕铁铁液的过冷度是硅含量和蠕化元素含量共同作用的结果。在非平衡条件下,蠕铁铁液在凝固时会析出大量树枝晶组织,凝固组织由奥氏体枝晶、形态不规则的蠕墨/奥氏体共晶团和少量球墨/奥氏体共晶团组成。随着蠕化剂加入量的增大,尽管铁液过冷度先增后降,但蠕化率单调下降,凝固组织显著细化。     

利用离心力场对过共晶蠕墨铸铁初生石墨形态的研究

本文利用离心力场能使初生石墨和共晶石墨分离并基本保持其初生形态的早期形状的特点,研究了用1~#稀土合金处理的过共晶蠕墨铸铁的初生石墨形态。文章指出,过共晶蠕墨铸铁的初生石墨形态随蠕化率不同而变化。在高蠕化率下,初生石墨的早期形态主要是“昆虫”状石墨。而在较低蠕化率下,其主要为球团状石墨。同时还指出,在蠕化剂加入量低的情况下,孕育处理有促进蠕虫状石墨形成的作用。     

钒钛蠕墨铸铁大型钢锭模的组织与性能

用攀钢钒钛生铁试制的钒钛蠕墨铸铁钢锭模,与钒钛灰铸铁钢锭模相比,其使用寿命可提高25％左右,且机械性能和耐热性能都有改善。这种钢锭模蠕虫状石墨呈族团分布,基体组织由铁素体和共晶团边界上的珠光体组成。钒钛块状化合物主要分布在共晶团边界上。     

静置时间对蠕墨铸铁凝固参数与石墨衰退的影响

研究了铁液静置时间(0～12 min)对蠕墨铸铁凝固曲线特征温度和蠕墨衰退的影响。结果表明:随着静置时间的延长,凝固曲线上初晶温度Tal和共晶最低点温度Teu逐渐升高,而共晶最高温度Ter变化不明显。静置0～2 min时,凝固出现明显的再辉现象,但静置6～12 min时,再辉现象不明显。随着静置时间的延长,铁液中的残留镁当量与硫元素之比MgE/S值将降低,石墨逐渐由蠕虫状转变为蠕虫状+片状石墨。当该比值在1.4～1.6的范围时,蠕化率能够达到80%以上,蠕墨衰退程度较小,当MgE/S值低于1.12时,蠕墨衰退显著。蠕墨衰退需要的成分条件一是石墨微区铁液中氧原子的富集,二是氧富集区域蠕化元素含量较少。     

蠕虫状石墨及其过渡形态的观察研究

本文利用扫描电镜对深腐蚀蠕墨铸铁试样中的蠕虫状石墨及其与片状石墨、球状石墨之间的过渡形态进行了观察研究。认为蠕虫状石墨具有层迭和螺旋两种成长方式。球状石墨畸变后并不必然形成蠕虫状石墨,蠕虫状石墨可以起源于与球状石墨不同的某种雏晶。在蠕虫状石墨与片状石墨之间可能存在某种相同的雏晶或成核条件,而铁水的物化条件影响石墨的成长方式,决定石墨最终是片状还是蠕虫状。     

制造高功率柴油机缸盖的蠕虫状石墨铸铁

西德Buderus冶金厂等单位从事汽缸盖铸铁的研究。自1970年以来制造汽缸盖的蠕虫状石墨铸铁材料得到发展,目前已用于成批生产。蠕虫状石墨铸铁(以下简称蠕铁)弥补了片状石墨铸铁和球铁的缺陷,在标准灰铸铁中,石墨以蠕虫状出现。制造蠕铁可以在熔炼时加Mn,Ti处理,或加稀土合金处理。在某些情况下,可使用Ce改变凝固过程,使它的缩孔小于球铁。     

大断面球铁碎块状石墨形成原因浅析及若干防止措施

本文从球墨铸铁石墨－－奥氏体共晶团形成及长大过程中的应力出发,分析了大断面球铁热节处非球形石墨－－碎块状石墨的形成原因及若干影响因素,提出了防止措施。     

緊密型石墨铸铁在美国——美国铸造见闻之二

紧密型石墨铸铁(Compacted Graphite Cast Iron)与蠕虫状石墨铸铁(Vermicular Graphite Cast Iron)在美国是把它们区别开的。紧密型石墨在共晶团内是互相连接的;而蠕虫状石墨是不连接的。在美国较普遍应用的     

蠕虫状石墨铸铁

蠕虫状石墨铸铁(以下简称蠕铁)的性能与球铁和灰铸铁比较可从表1看到,已生产蠕铁三年的某厂对蠕铁热处理后的机械性能要求如下:     

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。     

ISO 16112:2017《蠕墨铸铁》标准解读

介绍了ISO 16112:2017修订的主要内容以及标准中规定的蠕墨铸铁的基本性能及金相组织、化学成分和碳当量、热处理等对性能的影响。蠕墨铸铁兼有灰铸铁和球墨铸铁的优良性能,其抗拉强度和屈服强度高于大多数灰铸铁而低于球墨铸铁,热传导性又接近于一般灰铸铁,因此蠕墨铸铁被用来制造在高温下以及有较大的温度梯度下工作的零件,使用蠕墨铸铁还能节省废钢。蠕墨铸铁的石墨形状为短而厚、紧密,在共晶团内蠕虫状石墨分枝生长而又紧密联系在一起。在ISO 16112标准中没有规定蠕墨铸铁的化学成分,制造商可以自行控制化学成分,通过合金化获得不同牌号蠕墨铸铁。蠕墨铸铁具有断面敏感性,其组织和性能也会随着铸件结构和壁厚的变化而发生改变。     

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。