提高白口铸铁韧性研究的新进展

白口铸铁是一种优良的抗磨材料.但由于脆性高而使其应用受到一定的限制。到目前为止,国内外对提高白口铸铁的韧性已做了大量工作,其共同特点是力图改变碳化物形状,细化晶粒,改善基体组织和晶界状态,以达到提高韧性的目的。现简要叙述如下。     

高铬白口铸铁的结构研究

用扫描电镜、X—射线衍射分析仪及光学显微镜对5种亚共晶成份高铬白口铸铁的铸态结构进行了研究。结果表明,高铬白口铸铁中的碳化物组成及形态依赖于Cr/C值而变化,晶界处存在Cr,Si元素偏析。     

稀土对白口铸铁组织和性能的影响

本文研究了稀土对白口铸铁组织与性能的影响，微合金化，热处理对白口铸铁性能的改善。研究所用的原铁水成份为Ｃ：２．４～３．０％，ＳｉＯ：３～１．０％，Ｍｎ：～０．５％，Ｐ、Ｓ：＜０．１％，稀土加入量试验范围为０～１．２％ＲＥＳｉＦｅ，结果表明适宜的稀土硅铁加入量为０．８～１．２％。     

锻造白口铸铁的强韧化机理

：借助扫描电镜、透射电镜观察和分析了白口铸铁的微观组织。揭示了白口铸铁锻造强韧化的机理，从而为提高白口铸铁的强韧性提供了理论依据     

热变形白口铸铁颗粒状碳化物的形成

探讨了热变形白口铸铁中颗粒状碳化物的形成，结果表明：尺寸较大的碳化物来源于铸态中棒状碳化物；尺寸较小的碳化物直接从基体中形核；尺寸介于两者之间的碳化物来自热变形诱发析出，且变形量越大则细小的颗粒状碳化物数量越多。     

钨合金白口铸铁衬板的研究和应用

研究了用钾、钠变质处理钨合金白口铸铁时对其组织和性能的影响。结果表明，变质处理后，共晶碳化物由网状分布变成断网状、团球状分布。碳化物明显细化和分布均匀化，碳化物形态的改善，致使该铸铁的冲击韧性和抗冲击磨损性能明显提高，其衬板应用于球磨机研磨矿粉，使用安全，可靠，寿命达到高锰钢衬板的3倍以上。     

低合金白口铸铁的稀土变质机理及新工艺

本研究首先实验肯定了抗磨低合金白口铸铁可以通过稀土变质处理使M₃C型碳化物成为板块状及断开分布,从而明显地提高了它们的韧性及抗磨性。
稀土变质剂在白口铸铁结晶过程中的作用经试验确认为:(1)形成硫氧化物有利于初生奥氏体在熔体中各处形核,及在固液界面富集造成成份过冷区使奥氏体枝晶轴次发达。两昔均有利于将共晶碳化物隔断;(2)促使共晶转变温度降低,则有利于离异共晶的增长,而扩大共晶转变温度范围;则有利于共晶结晶的体积形核;最后稀土在增长的共晶碳化物上选择吸附则对获得板块状碳化物有利。
以上述的稀土变质机理假说为依据,试验开发了采用综合孕育剂及综合变质剂的两步变质处理的新工艺,在采用较少的稀土变质剂用量时,仍可获得较高韧性的白口铸铁。     

钒对中铬白口铸铁组织和性能的影响

研究了钒对中铬白口铸铁的组织与性能的影响.采用SEM与EDS对试样进行了组织与成分分析,并测定了试样的冲击韧性、硬度等力学性能.结果表明:随着V含量的增加,中铬白口铸铁的组织得到细化,冲击韧性得到改善;当V的加入量增加至4%(质量分数)时,基体上弥散分布大量VC颗粒,使得材料有潜在的良好的耐磨性能.     

低铬白口铸铁磨球的新工艺设计

低铬铸铁磨球显微组织应该由尽可能多的硬组织体,在实现断网的基础上形态发生显著变化的碳化物和马氏体组成,同时应设法减少和控制零件中的内应力、显微裂纹及不连续性组织是新工艺的设计理念和目标.从控制冷速、成分设计、铸造冶金处理、热处理等方面较为一致地体现了新工艺设计的原则.     

稀土在白口铸铁中应用的现状及前景

本文综述了国内外稀土在白口铸铁领域研究和应用情况，稀土能有效地改善白口铸铁组织与性能，白口铸铁是稀土在铸铁中应用的重要领域之一，有广阔的应用前景。稀土最佳的加入量、处理工艺、稀土对白口铸铁作用机理方面，都进行了不少工作，但还有不少问题有待于投入更大的力量进行更深入的研究。     

白口铁热处理时共晶碳化物的溶解与粒状化

本文研究了白口铸铁热处理过程中共晶碳化物的溶解规律及形貌变化机制。结果表明,由于加热时基体内二次碳化物析出,因此使高温保温时共晶与二次碳化物的溶解共存。二次碳化物由于尺寸小及合金元素含量低从而溶解快。其溶解极限为:F_s=K′[C_(t(∞))-C_(t(0))]F_(a(0))/[1/4Ω-K·C_(t(∞)]。二次碳化物的析出量大于该溶解极限,将有利于共晶碳化物团聚化及粒状化过程的进行。溶解过程中;共晶碳化物网的破碎主要是通过网状连接中生长缝隙的扩大、“缩颈”部位的溶断以及表面孔洞的扩大而进行。破碎后的共晶碳化物继续保温时,由于表面自由能的作用而最终粒状化。     

钒对白口铸铁组织和性能的影响

对４种不同含钒量的白口铸铁实施了４种不同规范的热处理，并进行了机械性能测试和耐磨试验。分析了钒在铸铁中的存在状态及其对白口铸铁组织及性能的影响。     

热变形量对白口铸铁组织与性能的影响

对经不同热变形量的白口铸铁的组织与性能进行观察、测试及分析，所得结果对白口铸铁的应用具有重要的指导意义     

白口铁热变形时碳化物破碎行为的研究

本文通过对不同变形量的白口铁中碳化物形貌的扫描电镜观察及定量金相研究，结合变形力学和热力学原理揭示了白口铁热变形过程中碳化物的破碎行为。所得结果对改善白口铁脆性扩大其应用具有重要的指导意义。     

斜轧钢球孔型设计新方法

首次提出将螺旋孔型斜轧钢球轧辊的成型区型腔分为两部分进行研究。在型腔封闭部分，设计时仅需考虑满足设计第二原则，第一原则自然满足。在型腔未封闭部分，设计时仅需考虑满足设计第一原则，第二原则不必考虑。从理论上分析，这样设计的孔型有利于型腔中金属的合理流向。轧制实践表明，采用这种孔型能轧制出比前苏联、美国两种孔型更高质量的钢球。     

低合金白口铸铁的稀土铝氮综合变质机理

通过稀土铝氮综合变质处理使低合金白口铁中碳化物成为团块状,并使韧性显著提高。根据稀土、铝和氮三种变质元素分别及一同加入铁水后浇注成试样的物理冶金检测结果,讨论了各变质元素在熔体中的物化行为及这些行为对白口铸铁凝固的影响,尤其对碳化物结晶的影响。     

多元合金化新型低合金白口铸铁的组织与性能研究

设计了新型低合金白口铁的显微组织和化学成分，研究了稀土复合处理与热处理对其组织和性能的影响，试验结果表明，它具有良好的综合机械性能。此外，还地ＰＨ＝６的弱酸性砂浆冲蚀磨损机理进行了初步的探讨。