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。     

蠕墨铸铁的断面敏感性

本文研究了蠕墨铸铁的断面敏感性。试验表明,蠕墨铸铁的断面敏感性不明显,而蠕化率、冷却速度是影响蠕墨铸铁断面敏感性的重要因素。     

喷吹法蠕化处理蠕墨铸铁的组织及性能研究

研究了喷吹法处理蠕墨铸铁的组织及性能,以及该工艺条件下壁厚与蠕化率的关系。以惰性气体为载体,将颗粒状镁球和稀土合金喷吹到铁液中,实现铁液蠕化。研究发现,用纯镁粒配以少量稀土合金处理铁液时可以获得好的蠕化效果,可以大幅降低稀土类蠕化剂的加入量,降低生产成本,铸件蠕化率与铸件壁厚有关,随着壁厚增加,蠕化率呈增大趋势。试验结果表明,喷吹法处理蠕铁,蠕化稳定性较好,蠕虫状石墨形态好,石墨分布均匀,蠕化率较高,力学性能良好。     

锑对蠕铁组织和性能的影响

试验研究了元素锑对蠕铁石墨形态、基体组织及性能的影响。结果表明，锑使球墨变得更加圆整，球径更小，同时细化蠕虫状石墨．增加蠕墨数量，强烈促进基体珠光体化，提高基体硬度；适量锑提高抗拉强度，降低蠕铁断面敏感性。     

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。     

蠕墨铸铁超声波蠕化率检测方法研究

蠕化率是保证蠕墨铸铁力学性能和使用性能的关键因素。针对蠕墨铸铁铸件批量生产中蠕化率的控制难点,分析了铸铁中石墨形态对材料性能参数的变化和影响。结果表明,当铸铁材质的超声波纵波速度在5 000～5 350 m/s时,蠕墨铸铁中蠕虫状的石墨含量≥50%,能够满足蠕墨铸铁标准的材质要求;利用测量铸件本体或与铸件连体试块的波速,作为蠕化率快速检测的一种方法,可以对蠕化率快速检测。这种检测方法成本低,可靠性好,能够有效保证铸件产品的质量。     

蠕墨铸铁中石墨的三维空间结构表征

石墨空间结构形貌的准确表征,对于预测和改善蠕墨铸铁的性能至关重要。以蠕化率61.0%、68.9%、82.0%和92.2%蠕铁为研究对象,采用X射线三维扫描技术重构石墨的三维空间结构形貌,定量描述石墨的三维连通性,并建立连通性与蠕铁力学和导热性能之间的关联。结果表明,蠕铁中尺寸越大的石墨,珊瑚状特征越明显,随着蠕化率的提高,蠕铁中石墨的连通性也越来越高,连通性相对于蠕化率这一石墨的二维表征参数,能够更准确全面地评价蠕铁中石墨的形貌,这对制备高性能蠕铁具有重要参考价值。     

蠕墨铸铁组织性能均匀性研究

蠕墨铸铁是制造高功率发动机机体及气缸盖等部件的理想材料。缸盖等部件属于结构复杂且壁厚不均匀铸件。为此,本文通过对阶梯件的蠕墨铸铁组织性能测试,研究壁厚对蠕铁组织性能的影响。通过金相分析发现:试样壁厚在10~50 mm范围内,随着壁厚的增加,蠕化率陡增后缓慢增加。壁厚不同,试样各部位的冷却速率不同,冷速越快,蠕化衰退时间越短,球状石墨不能充分衰退为蠕虫状石墨,蠕化率降低,铁素体数量越少。通过力学性能测试发现:随着壁厚由10 mm增加到50 mm,抗拉强度先降低后基本不变,伸长率逐渐增大,硬度对壁厚敏感性小,变化不大。     

石墨微观结构形态对蠕墨铸铁导热性能的影响

借助蠕墨铸铁金相照片构建了蠕墨铸铁二维有限元导热模型,采用有限元软件ANSYS和正交试验思想,讨论了石墨蠕化率、含量和数量等石墨形态因素对蠕墨铸铁导热性能的影响。结果表明,当蠕化率为70%,面积百分数为8.0%,石墨数量为50时,蠕墨铸铁的导热性能最优。并且石墨面积百分数对等效导热系数的影响最大,其次是石墨数量,而对蠕化率的影响较小。     

大型蠕墨铸铁件的工艺试验研究

从蠕化处理设备改进、蠕化处理包芯线成分、喂线速度、喂线加入量、合金化工艺、浇注工艺、厚大断面蠕化衰退过程研究等方面介绍了厚大断面蠕墨铸铁件的生产技术改进,并且在发动机缸体上进行了试验;选用蠕墨铸铁专用材料,控制蠕墨铸铁中的一些微量元素含量,保证加工性能.试验结果显示:厚大部位(主螺栓孔、凸轮轴孔)的蠕化率80％,薄壁部...     

硫对薄壁稀土蠕墨铸铁组织的影响

本文针对簿壁稀土蠕墨铸铁的白口倾向和蠕化率与含硫量和孕育处理之间的关系进行了探讨。结果表明,随着原铁水含硫量的增加,薄壁蠕铁的石墨蠕化率提高,白口倾向减小。采用含硫量0.06～0.09％的原铁水,可在φ15mm试棒上获得高于75％的蠕化率而无碳化物的蠕铁。当原铁水硫量高达0.12％时,在φ10mm试棒上获得了蠕化率高于60％无碳化物的蠕铁。试验结果表明,从减少稀土白口倾向和提高簿壁蠕铁蠕化率角度看,高的原铁水含硫量并不一定是绝对有害的。     

蠕墨铸铁中石墨的三维空间结构表征北大核心CSCD

石墨空间结构形貌的准确表征,对于预测和改善蠕墨铸铁的性能至关重要。以蠕化率61.0%、68.9%、82.0%和92.2%蠕铁为研究对象,采用X射线三维扫描技术重构石墨的三维空间结构形貌,定量描述石墨的三维连通性,并建立连通性与蠕铁力学和导热性能之间的关联。结果表明,蠕铁中尺寸越大的石墨,珊瑚状特征越明显,随着蠕化率的提高,蠕铁中石墨的连通性也越来越高,连通性相对于蠕化率这一石墨的二维表征参数,能够更准确全面地评价蠕铁中石墨的形貌,这对制备高性能蠕铁具有重要参考价值。     

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。     

蠕墨铸铁中的碳和硅对壁厚敏感性及缩凹性的影响

一、绪言一般蠕墨铸铁在厚壁件中壁厚敏感性是好的,但几乎没有文献报道5毫米以下薄壁件的壁厚敏感性。经验表明,当用蠕墨铸铁浇注薄壁件时,要遇到由壁厚差造成的材质的不稳定性,即薄壁处和厚壁处石墨形状的差异。由于薄壁处的球墨铸铁化倾向,减弱了蠕墨铸铁的特性,因此被看作是这种铸铁面临的课     

关于蠕墨铸铁某些最新研究的评述

本文讨论了影响蠕铁生产的若干因素和英国铸铁研究协会最近所进行的有关蠕铁性能的研究结果。一、蠕墨铸铁的生产1.氮在灰铸铁中氮能使石墨蠕化,尤其是在厚断面处。铸铁中的含氮量高能使非常厚的截面产生全部蠕虫状石墨。在冲天炉中由废钢熔炼的铸铁往往会增高含氮量,这是因为废钢的含氮量高或低碳炉     

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。     

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。     

Cr、Mo、Cu复合合金化蠕墨铸铁的组织和性能

采用正交试验研究Cr、Mo、Cu三元复合作用对蠕墨铸铁的蠕化率、石墨长径比、珠光体含量以及力学性能的影响,深入分析对比3种元素对合金组织与性能的影响权重。结果表明:蠕墨铸铁的石墨长径比受Cr含量的影响最大,Mo次之,当Cr含量由0.1%增至0.3%时,石墨的长径比可由8.93提高到9.78。复合合金化蠕墨铸铁的抗拉强度和伸长率受Mo含量的影响最大,Cr次之。随着Mo含量和Cr含量提高,抗拉强度越高,伸长率越差。当Cr、Mo、Cu含量分别为0.3%、0.4%、0.4%时,蠕墨铸铁的蠕化率为80%~90%,抗拉强度达405 MPa,伸长率保持2.5%以上,具有良好的综合性能。     

钒钛蠕墨铸铁的力学性能分析

以钒钛生铁为原材料经蠕化处理后得到钒钛蠕墨铸铁.测试了钒钛蠕墨铸铁的力学性能,评估了其石墨形态和基体组织,通过扫描电镜观察并分析了显微组织和断口形貌.结果表明:钒钛蠕墨铸铁金相组织中蠕化率和基体中的珠光体含量均较高,具有优良的常温力学性能,钒钛元素在蠕墨铸铁中以钒钛碳化物及固溶干渗碳体的形式存在,钒钛等合金元素对蠕墨铸铁力学性能的影响有有利的一面,也有不利的一面,钒钛蠕墨铸铁拉伸试样最终呈韧-脆混合断裂.     

稀土与镁含量对蠕墨铸铁凝固过程及石墨形态的影响

采用热分析技术和微观组织分析,研究了蠕化元素RE和Mg含量对蠕墨铸铁凝固过程和石墨形态的影响。结果表明,铁液经RE与Mg蠕化处理后,共晶点右移,初晶温度升高,0.019%~0.023%RE和0.006%~0.011%Mg使初晶温度由原铁液的1152.7℃上升至1163.2~1166.6℃。共晶凝固再辉温度ΔT_R与石墨形态具有确定的对应关系,随着ΔT_R增加,蠕化率升高,当再辉温度高于5℃,蠕化率大于50%。提高RE/Mg比,有利于获得高蠕化率,RE/Mg比增加后,采用高效孕育剂,可抑制蠕化铁液的白口倾向。