w(Cu)对灰铸铁气缸体组织和性能的影响

通过对灰铸铁进行合金化处理,研究了w(Cu)量对WP12气缸体金相组织和力学性能的影响。结果表明:(1)随着w(Cu)量的增加,灰铸铁的抗拉强度和硬度均有一定幅度的提高,当w(Cu)量达到0.60%~0.80%时,其抗拉强度为235MPa,硬度为195 HB;w(Cu)量达到0.8%以上,抗拉强度的提升已不明显。(2)不同w(Cu)量的灰铸铁,其石墨形态均为A型,珠光体体积分数可达98%以上;在w(Cu)量低于0.8%时,随着w(Cu)量的增加,Cu细化珠光体的作用明显增大,当w(Cu)量大于0.8%以后,Cu细化珠光体的作用不再增大。     

用改性纳米SiC粉体强化灰铸铁性能的研究

研究了不同加入量的改性纳米SiC粉体对灰铸铁显微组织、力学性能的影响.结果表明:与原灰铸铁材料相比,经改性纳米SiC粉体强化处理后的灰铸铁组织细化,珠光体含量有所增加,力学性能提高,当纳米SiC粉体加入量为0.07%时,强化材料的性能提高最大,其抗拉强度提高了18.1%,硬度略有增加.     

N对高CE高强度制动盘的影响

分析了高CE高强度灰铸铁的生产情况和存在的问题,阐述了N元素对抗拉强度的影响原理,为探究w(N)量的最佳范围,分别在包内加入0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%的氮化铬进行试验,并得出以下结论:(1)加入氮化铬后,珠光体的片层间距并没有明显的变化,都是细片状珠光体,但石墨变得弯曲、短小且数量增多,部分石墨也出现分枝结构,说明N元素是通过对石墨形态的影响来提高铸件的抗拉强度;(2)制动盘产生N_2气孔的w(N)量临界点为170 ppm;(3)将w(N)量控制在140~170 ppm,可以提高铸件的抗拉强度和硬度。     

Ti对灰铸铁件性能的影响

介绍了不同Ti量对中低CE灰铸铁件组织、力学性能和致密性影响的研究方法。试验结果表明:(1)一定量的Ti增加了铁液的过冷倾向,促进了灰铸铁件D型石墨的形成,湿型砂造型的D型石墨明显多于干型砂。(2)随着铁液中w(Ti)量的增加,中低CE灰铸铁件中D型石墨也不断增加。当D型石墨达到较高比例时,铸件中的厚大热节也大量出现D型石墨,CE较高的铸件力学性能增加;当CE降为3.66%,随着w(Ti)量增加,强度下降幅度较大。(3)随着w(Ti)量的增加,灰铸铁件的致密性下降,缩松几率明显增加。w(Ti)0.17%、w(Al)0.023%时,灰铸件缩松几率为70%。     

硅铁和稀土复合孕育对高碳灰铁组织与性能的影响

以高碳灰铸铁为研究对象,研究硅铁和稀土的复合孕育对其组织与力学性能的影响。实验结果表明:在硅铁加入量不变的情况下,随着稀土加入量的增加,片状石墨形貌发生变化甚至出现球化现象;当稀土加入量为1.2%时,石墨开始蠕化,基体中开始出现莱氏体和珠光体;当稀土加入量为1.4%时,石墨开始球化,基体中珠光体含量减少、莱氏体数量增多;当稀土加入量达到2.0%时,球化率继续升高,基体中大量出现莱氏体;随着稀土加入量的增加,所得的高碳灰铸铁的力学性能呈增加的趋势,当稀土加入量超过1.0%时,其力学性能增加明显,抗拉强度超过450 MPa。     

含N灰铸铁的生产及质量控制

介绍了利用N进行微合金化,采用合成铸铁工艺生产高强度灰铸铁的试验方法,通过采用高CE(常规HT250成分)铸铁进行试验,研究了N在铸铁中的最佳含量及N2气孔形成时的最大w(N)量,并根据生产经验,总结了生产过程中适度控制合成灰铸铁w(N)量的方法。通过生产实例,说明铁液中w(N)量为60~90 ppm时,HT250的抗拉强度可以稳定在270~340 MPa,且极少出现N2气孔缺陷。该工艺既发挥了N的合金化作用,又避免了N2气孔缺陷的出现,成功取代了Cu、Ni等贵重合金的使用,取得了较好的经济效益。     

含Ni高强度灰铸铁的生产工艺

详细阐述了含Ni高强度灰铸铁的试验方法,生产结果显示:试样的石墨形态为A型,石墨大小为4级,珠光体体积分数为95%;φ20 mm的试样的抗拉强度平均值为324 MPa,硬度平均值为216 HBW;50%存活率时其拉压疲劳极限约为95 MPa,满足技术要求。总结了提高灰铸铁性能的主要措施:(1)在炉料熔炼时,增加Si C进行熔炼,促进铁液凝固时的形核生成;(2)增加孕育量和改变二次孕育处理方式,有利于细化石墨,增加石墨数量,提高材料性能;(3)优化铁液中的C、Si、Cu、Mo、Sn元素,同时在铁液中加入Ni,可提高材料的力学性能。     

提高柴油机灰铸铁件力学性能的工艺措施

除化学成分对灰铸铁件力学性能有明显的影响外，采用优质生铁，提高炉料中的废钢加入量，提高铁液温与减小铁液的氧化性同样能提高灰铸铁件的力学性能。若采用既含有石墨化元素又含有促进珠光体化元素的复合孕育剂，不仅比75FeSi更能使抗拉强度提高20MPa以上，而且能减小灰铸铁件的壁厚敏感性。     

钼铌微合金化灰铸铁材料的研制及其性能研究

为了满足汽车日益严格的排放标准以及降低气缸套生产成本,研发了高锰(wMn=2.0%)和低锰(wMn=0.2%)两种钼铌微合金化珠光体灰铸铁,对比探讨了它们的微观组织、力学性能和切削加工性能。结果表明,低锰灰铸铁为A型石墨,珠光体片层间距较大(0.43μm),抗拉强度和布氏硬度分别达到404 MPa、HBW275;对比低锰灰铸铁,高锰灰铸铁的石墨形态更加细小致密,珠光体片层间距缩小58%(0.18μm),强度与硬度分别增长13%和25%(458 MPa、HBW345)。在相同切削条件下,对比贝氏体灰铸铁而言,低锰灰铸铁的切削抗力和切屑形貌与之相近,而高锰灰铸铁的切削抗力和切屑尺寸相对较大,材料加工性略差。从综合性能上考虑,成本更低的珠光体灰铸铁完全可以替代贝氏体灰铸铁成为气缸套首选材料。     

Sn、Nb对高碳当量灰铸铁组织和力学性能的影响

研究了Sn、Nb合金化对高碳当量灰铸铁组织和力学性能的影响。采用光学显微镜、扫描电镜和材料力学试验机,分析了不同合金化灰铸铁的微观组织,测定了硬度、抗压强度和弹性模量。结果表明:Sn对铸铁中片状石墨有显著细化作用,Nb可显著细化珠光体组织,而Sn、Nb复合合金化对石墨和珠光体均有显著细化作用,同时较显著地提高了灰铸铁的力学性能。     

铸件壁厚对不同硅含量灰铸铁组织和力学性能的影响

用阶梯试样研究了铸件壁厚对不同硅含量灰铸铁组织和力学性能的影响。结果表明,在本试验研究范围内,w_(Si)=1.25的灰铸铁内石墨数量比w_(Si)=2.27的灰铸铁的少。随着铸件厚度的增加,前者过冷石墨减少,基体组织按大量莱氏体+少量珠光体→珠光体+少量碳化物→单一珠光体的规律演变,同时伴随着硬度的减小,而后者由于Si含量较多,促进了合金元素的偏析,过冷石墨反而增多,硬度增大,基体组织均为珠光体+少量铁素体。前者抗拉强度和不同厚度断面的布氏硬度均比后者相应值高。     

热暴露对柴油机缸盖用高强度灰铸铁组织性能的影响

为了满足高功率密度柴油机机体和汽缸盖的材料高温稳定性的要求,通过金相显微分析,结合力学性能测定,研究了在热暴露温度不变的情况下,不同热暴露时间对柴油机缸盖用高强度灰铸铁力学性能的影响规律。结果表明:高强度灰铸铁在500℃不同热暴露时间后的室温抗拉强度随着保温时间的延长逐渐降低,σ_b(0 h)=340 MPa,σ_b(700 h)=280 MPa,伸长率随着保温时间的延长呈先升后降趋势;随着热暴露时间的延长,基体组织中珠光体量逐渐降低,铁素体量逐渐增多,珠光体量由0 h时的90%降到1 000 h时的40%左右。     

利用大量回炉料和废钢生产高牌号灰铸铁

介绍了铸铁冶金质量指标及其影响因素,分析了利用大量回炉料加废钢生产的灰铸铁力学性能、切削加工性能和铸造性能比普通灰铸铁优良的原因.生产实践表明,生产此类灰铸铁的要点是增碳、高温熔炼和控制ω(C)、ω(Si)量;此类灰铸铁的三角试块断口组织致密、呈银灰色、白口宽度不大,抗拉强度为290 MPa,石墨由90％的A型石墨和10％的B型石墨组成,基体组织为5％铁素体+95％珠光体.在焦炭质量及供风条件一定的情况下,温度越高,增碳率越高,废钢用量比例可以越大.     

硫对消失模铸造灰铸铁组织和性能的影响

在消失模铸造条件下,通过向铁液中加入硫铁增硫的方法改变铸铁的含硫量,研究了含硫量的变化(0.0270%～0.143%)对灰铸铁微观组织和力学性能的影响.结果表明:当含硫量小于0.121%时,薄壁灰铸铁中过冷石墨的数量随着硫量的增加而减少,当含硫量增至0.143%时,过冷石墨基本消除;在试验成分范围内,随着含硫量的增加,灰铸铁的抗拉强度及硬度先提高后降低,当硫含量在0.078%～0.121%范围时,灰铸铁的微观组织和力学性能最为理想.     

含锡微合金灰铸铁生产要点

灰铸铁中锡的加入量一般小于0.1％。为降低成本,防止铸铁脆性,我们在生产中通常加入0.05％的锡。以生产HT200、HT250、HT300为例,铁液中加入0.05％的锡,灰铸铁的抗拉强度提高约20％,布氏硬度提高约15％。究其原因是加锡灰铸铁的金相组织中珠光体数量的分级提高了1～2个级别。长期跟踪观察,未见加锡灰铸铁的铸造性能(流动性、收缩等)及三角试块白口宽度异常。     

微量Sn对灰铸铁组织和性能的影响

Sn作为一种合金化元素,在灰铸铁中既可强烈促进珠光体的生成,又可细化珠光体.在实际生产中,由于某些生铁中含有过量的Sn,铸件易产生裂纹或显微裂纹,导致铸件报废.制备了不同Sn含量的铸件试样,并测定了其抗拉和抗弯强度,用金相显微镜观察不同Sn含量对铸件的石墨形态和基体组织的影响,同时详细考察了其铸造性能.结果表明:适量的Sn会促进珠光体基体的形成、细化共晶团,而对石墨的组织和形态无明显的不良影响.同时微量的Sn溶于奥氏体中,降低了发生先共析铁素体和珠光体的温度范围,使收缩率降低.但过量的Sn增加碳化物和磷共晶的数量,同时使灰铸铁的白口宽度增加,使铸件产生硬脆性,从而导致热裂和冷裂,这是铸件产生裂纹的主要原因.在生产中,应采取措施使铸铁中Sn含量控制在0.102％以下,并结合孕育处理等措施改善铸件的组织,提高力学性能.     

RECaBa孕育剂和Mo、Cu、Cr对高强度灰铸铁组织和性能的影响

采用工频感应电炉熔炼和呋喃树脂自硬砂造型,研究了不同加入量的RECaBa孕育剂和Mo、Cu、Cr对高强度灰铸铁金相组织和力学性能的影响.结果表明,RECaBa孕育剂可细化石墨且钝化尖角,细化珠光体,使共晶团数量增多;在不加入Mo的情况下,当原铁液的w(S)量范围为0.02%～0.03%时,RECaBa孕育剂加入量为O.5%～0.6%时,铸件本体抗拉强度可达300MPa以上;Mo对提高铸件本体的抗拉强度有显著影响,w(Mo)加入量为0.4%～0.6%时,铸件本体的抗拉强度稳定保持在310MPa以上;按照试验所采用的加入量,3种合金元素中Mo对改善灰铸铁金相组织、提高力学性能的效果最明显,Cu次之,Cr的影响不明显.     

RE元素对灰铸铁组织和性能影响的研究

介绍了RE元素对灰铸铁组织和性能影响的研究方法:在其他条件均相同的条件下,添加不同含量的RE元素,检测灰铸铁的组织和力学性能。试验结果表明:(1)添加微量的RE,具有比75SiFe更好的孕育效果,明显减轻铸件白口倾向,RE元素相对于S元素过量易形成碳化物,并使石墨蠕化;(2)RE元素与N元素复合加入,能够提升灰铸铁的强度;(3)加大合金添加量,并通过RE进行孕育处理,能够明显提升灰铸铁强度,材料白口倾向很小。     

灰铸铁刹车盘氮气孔的产生原因及防止措施

简单介绍了灰铸铁双面刹车盘的铸造工艺,分析了用冷芯盒砂芯生产的该铸件产生N2气孔缺陷的原因,认为主要是由于原铁液中过高含量的N2在冷却过程中析出所致。通过控制铁液中的w(N2)量、加强铸型排气、减少砂芯发气量、加补贴减少尖角效应、芯砂中添加Fe2O3等措施,铸件N2孔缺陷得到了控制和预防,提高了铸件合格率。     

N含量对V-N微合金化HRB500E热轧带肋钢筋组织性能的影响

为解决N元素的加入导致HRB500E热轧带肋钢筋性能波动大的问题，采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和拉伸试验机等设备，研究了不同N含量对V-N微合金化HRB500E钢筋力学性能、金相组织和析出行为的影响。结果表明：在各合金元素及碳元素含量控制相同条件下，随着N含量增加，V(C,N)的析出量增加，实现了对微合金化HRB500E钢筋关键力学性能的强化作用；随着N含量增加，珠光体比例增加，V(C,N)析出物尺寸更加细小弥散，析出总量也有所增加；当N元素质量分数处于0.012%～0.016%区间时，钢筋各项关键性能指标稳定且与国标、内控要求相比富裕量充分，实现了HRB500E热轧带肋钢筋批量化性能稳定性生产。