镍对球墨铸铁组织及性能的影响

在优化设计基本元素的基础上,制备不同镍含量的试样。通过采用金相观察、硬度及抗拉强度测试,研究了Ni对球墨铸铁组织及性能的影响。结果表明:当Ni含量为0.3%时,球墨铸铁组织为石墨+珠光体+铁素体,石墨的球化等级达到1~2级,石墨球大小达到6~7级,珠光体含量为25%~45%;其性能达到:布氏硬度HBS 190~200,抗拉强度500 MPa,伸长率10%。     

铜对低温球墨铸铁组织与力学性能的影响研究

目前对球墨铸铁低温冲击韧性的研究越来越受到重视，本文以低温球墨铸铁为研究对象，研究了铜元素对低温球铁（球墨铸铁）组织及力学性能的影响规律。结果表明，铜元素可以提高石墨球的圆整度，减小石墨球径，并且使石墨球的分布更加均匀。在一定范围内(铜的质量分数为0～0.5%)，随着含铜量的增多，球铁的抗拉强度、硬度得到有效提高，低温冲击性能、伸长率降低；当名义含铜量为0.3%时，布氏硬度达到178 HBW，抗拉强度达到510 MPa，伸长率为18%,-40℃热处理后低温冲击功为16 J，综合性能较好。     

球墨铸铁低温冲击韧性的研究

研究了球墨铸铁基体组织中珠光体率和石墨数量对其硬度以及低温 (-20℃) 冲击韧性的影响.研究结果表明,随着珠光体率的增加,球墨铸铁硬度增加,但低温冲击韧性下降;对于铸态和正火态球铁,石墨数量对基体硬度和U形缺口低温 (-20℃) 冲击韧性几乎没有影响.对于退火态球铁,随着石墨数量的增加,-20℃冲击韧性值显著增加;当石墨数量达到400个/mm~2时,其U形缺口冲击韧性达29.0 J/cm~2,是铸态的3倍.     

镍含量对球墨铸铁组织性能的影响

为了改善球墨铸铁的低温冲击性能,研究了不同镍含量对铸态球墨铸铁组织性能的影响和镍含量为0.6%退火态球墨铸铁的组织和低温冲击性能。结果表明:不同镍含量下球墨铸铁铸态显微组织均为铁素体+石墨球+少量珠光体组成,随着镍含量在0.0%~0.6%之间的增加,铁素体晶粒逐渐细小,石墨球亦逐渐细小圆整,且数量增多,镍含量为0.8%时,石墨球化率和均匀性下降。随着镍含量的增加,珠光体的含量增加,球墨铸铁的硬度和抗拉强度逐渐提高,屈服强度先升高后下降,而伸长率却总体呈下降趋势。镍含量为0.6%的球墨铸铁经760℃加热,零保温,随即以5℃/min冷却速度降温到620℃后出炉空冷后,得到了铁素体+石墨球组织,冲击试样在-60℃下仍然属于韧性断裂,冲击功仍高达13.2 J,能够满足工程机械零部件在较低温下工作冲击韧性的需求。     

复合稀土球化剂对球铁石墨形态和球数的影响

研究了两种球化剂及其加入量对球墨铸铁石墨形态和球数的影响,分析了复合稀土的作用机理。结果表明:含有稀土元素的球化剂加入量为1.5%时,铸态组织中形成了大量的蠕虫状石墨;加入量为1.8%时球化良好,同时球状石墨数量达到极值,圆整度高;继续增加球化剂加入量对于提高石墨球数没有明显作用,当加入量达到2.2%时局部区域出现了变态石墨。与单独加入镁球化剂相比,含RE等元素的球化剂使石墨球数增加,圆整度提高,石墨球平均直径减小。EDX分析表明石墨球中心富集了S、Y、Mg、Ca、Ce等元素,并可作为石墨形核的有效基底。     

硼对贝-马抗磨球铁组织及性能的影响

通过试验研究了硼对贝氏体-马氏体抗磨球铁组织及性能的影响。试验结果表明；在正常球化元素含量（wB:0.035%-0.040%Mg,0.025%-0.030%RE)下，硼小于0.050%，可保证石墨球化。且随含硼量增加，材料硬度升高，冲击韧度下降。当硼含量为0.015%-0.030%时，材料获得了硬度和冲击韧度的良好匹配。     

石墨化处理对催化裂解炭球结构的影响

采用催化裂解法制备出炭球,将其分别在2300℃和2800℃进行石墨化处理,用TEM和XRD对微观结构和晶体结构进行了研究。结果表明:未石墨化处理的炭球具有较圆整的球形结构,晶体结构不规整。当氢气流量为3000ml/min和4000ml/min时,获得具有洋葱结构的炭球。球体散布着直径在几个纳米~30nm的铁金属颗粒。经过石墨化处理,炭球的球形结构转变为多面体结构,铁颗粒被除去。2800℃石墨化处理使炭球的石墨层间距降低,石墨化度提高,晶体结构变得非常规整。     

低镁球化剂和球化处理温度对球铁组织性能的影响

为稳定获得高品质球墨铸铁,以牌号为QT450-15球墨铸铁件为研究对象,选用含镁、稀土不同的两种球化剂对原铁液在一定的球化处理温度范围内进行球化处理,并采用光学显微镜、扫描电镜、万能拉力试验机等方法对镁的吸收率、石墨球的大小、球化率、力学性能等进行了分析。研究了球化处理温度和低镁球化剂对球墨铸铁组织性能的影响。研究表明:在1450~1500℃内调整球化处理温度,选用低镁低稀土球化剂进行盖包法球化处理,球化反应平稳,Mg吸收率稳定在50%以上。铁素体含量大于95%,石墨球圆整细小。抗拉强度Rm大于450 MPa,伸长率A大于22%。     

ADI铁路机车制动器耐磨件的试制

用牌号为QTD 1400-1的等淬球铁(ADI)试制了东风4B内燃机车制动装置用衬套等铸件,其球化率为2~3级、石墨球大小5~7级、珠光体体积分数大于80%,等淬热处理工艺为:880~920℃×1~2 h+240~280℃×1~2 h,热处理后金相组织为针状铁素体+富C奥氏体+球状石墨,力学性能检测结果为:抗拉强度1 460~1 510 MPa,伸长率1.6%~4%,硬度46.0~48.5 HRC。通过30万km行车试验证明,ADI衬套等耐磨件可以满足内燃机车制动装置的服役使用要求,在相同工况条件下的磨耗是原来钢衬套的1/3~1/5。     

硼对等温淬火球墨铸铁组织及性能的影响

研究了不同硼含量对等温淬火球墨铸铁(ADI)的组织、力学性能及耐磨性能的影响.结果表明:铸态下,随着硼含量的增加,石墨球化效果降低,石墨球径增加,数量减少,碳化物数量增多.经900℃奥氏体化1.5 h,280℃等温淬火2h后,试样组织为石墨球、奥铁体和少量碳化物,硼的主要存在形式为Fe23(CB)6、Fe2B和Fe3B.当硼含量小于0.020％时,随着硼含量的增加,试样的布氏硬度、抗拉强度、耐磨性均增强,伸长率降低.当硼含量为0.020％时,试样布氏硬度可达HBW484,抗拉强度可达1 470MPa,磨损率为1.12 mg/m,伸长率为1％.     

碳当量对高压油缸端盖球铁件组织性能的影响

浇注了不同碳当量的高压油缸端盖球铁件,采用金相、拉伸和硬度测试方法,分析了铸件石墨形态、球化率和力学性能。研究结果表明:碳当量在4.03%~4.17%范围时,随着碳当量的升高,石墨的圆整度明显增加;当碳当量达到4.31%时,石墨出现衰退现象。碳当量为4.17%时,高压油缸端盖铸件的抗拉强度和硬度值达到峰值,分别为585 MPa和234 HB。高压油缸端盖铸件的屈服强度随着碳当量的增加呈减小趋势,碳当量从4.03%增加到4.31%时,屈服强度从480 MPa降至358 MPa。     

高强高韧合成球墨铸铁的组织及力学性能

以废钢为主要原材料(20%生铁+20%回炉料+60%废钢),使用中频感应电炉熔炼,采用中间加入和镜面加入联合增碳方式,制备了合成球墨铸铁QT450-23铸件。合成铸铁球化级别1级,球化率95%,石墨圆整,球径10～20μm,基体为100%铁素体。合成铸铁抗拉强度为450MPa,伸长率为23.3%。在高温组织中,奥氏体枝晶发达,显著提高材料的冲击韧性,V型缺口冲击试样常温冲击韧性为18.4 J/cm2,是相同成分和工艺条件下,传统生铁为主配方球铁的2倍。     

低镁球化剂和球化处理温度对球铁组织性能的影响北大核心CSCD

为稳定获得高品质球墨铸铁,以牌号为QT450-15球墨铸铁件为研究对象,选用含镁、稀土不同的两种球化剂对原铁液在一定的球化处理温度范围内进行球化处理,并采用光学显微镜、扫描电镜、万能拉力试验机等方法对镁的吸收率、石墨球的大小、球化率、力学性能等进行了分析。研究了球化处理温度和低镁球化剂对球墨铸铁组织性能的影响。研究表明：在1450~1500℃内调整球化处理温度,选用低镁低稀土球化剂进行盖包法球化处理,球化反应平稳,Mg吸收率稳定在50%以上。铁素体含量大于95%,石墨球圆整细小。抗拉强度Rm大于450 MPa,伸长率A大于22%。     

P20模具钢球化退火工艺研究

主要对P20模具钢在不同退火温度和保温时间下的组织和硬度进行研究,分析不同退火工艺路线对其显微组织的影响,进一步研究组织与硬度的关系。首先通过晶粒粗化试验确定最佳正火温度为870~900℃;其次通过不同工艺的等温退火和亚等温退火试验可知:当加热温度高于Ac_(1)时,组织球化不完全,存在片层状珠光体组织;当加热温度低于Ac_(1)一定范围时,组织球化良好,粒状碳化物细小均匀,因此,通过本试验得出最佳球化退火温度范围(700~750℃)+(600~690℃)。     

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。     

5CrNiMo模具钢的热处理新工艺研究

对深冷处理后的5CrNiMo模具钢进行了不同温度的回火处理,研究了100~600℃不同回火温度对钢组织、硬度、耐磨性及韧性的影响。结果表明:在100~300℃低温回火处理时组织主要为粗大的片状马氏体,硬度较高但耐磨性较低,冲击韧性较差,断口中出现大面积的平整断裂面,脆性较高。当回火温度超过300℃时,组织发生转变,硬度有所降低,但耐磨性及冲击韧性明显提高;当回火温度为500℃时,粗大的片状马氏体消失,组织为细小的隐针状马氏体,耐磨性较高;当回火温度达到600℃时,组织主要为细小的粒状回火索氏体,同时冲击韧性达到峰值,断口中出现大量较小较深的断裂韧窝,硬度及耐磨性降低。深冷后500℃回火有利于提高5CrNiMo模具钢的综合力学性能。     

具有性能梯度特性的贝-马-奥球墨铸铁磨球的制备工艺

采用10 kg真空中频感应炉熔炼铁液,经炉前一次球化及两次孕育处理,真空浇注得到球墨铸铁球。使用电热炉加热磨球到不同的奥氏体化温度,并在不同温度的硝酸盐和亚硝酸盐混合介质中进行连续冷却淬火,后经低温回火得到球墨铸铁磨球。其中,性能最佳的为贝-马-奥球墨铸铁磨球,其显微组织为:球状石墨(体积分数12%左右)+下贝氏体+高碳针状马氏体+残留奥氏体(质量分数16.6%~18.1%)。石墨球化率达到92%、球化级别为2级,球墨尺寸级别为9.2级;磨球表面硬度为55~58 HRC,表面与心部硬度差5 HRC;磨球表层的常温冲击韧性为20.5 J/cm2,心部冲击韧性为25.3 J/cm2,表现出表层高硬度,耐磨损;心部高韧性,抗破碎的性能梯度特性。进一步研究表明:下贝氏体和残留奥氏体组织对提高磨球的性能有着显著的作用,而上贝氏体组织则不利于磨球的综合性能。     

一种耐磨中铬合金钢热处理工艺研究

研制一种中铬合金钢衬板,并探索热处理工艺对中铬合金钢力学性能与微观结构的影响规律。在奥氏体化温度为920~1 000℃区间内,分别进行油冷、空冷淬火热处理。结果表明:随着奥氏体化温度升高,试验材料的硬度与抗拉强度均呈增大趋势,冲击韧性则随着奥氏体化温度的升高先增大后减小,空冷淬火温度为960℃时,材质强韧性达到最佳匹配。当淬火温度低于960℃时,奥氏体均匀化不充分,合金强化作用不明显,强度和硬度偏低;当奥氏体化温度高于960℃时,晶粒长大粗化,冲击韧性降低。     

锻造斗齿的热处理工艺及组织性能

以锻造斗齿成品及斗齿用30CrMnSi钢亚温淬火工艺为研究对象,对斗齿成品不同部位的洛氏硬度及显微组织进行了分析;对30CrMnSi钢经不同模拟锻造余热淬火工艺处理后的组织和性能进行了对比研究。结果表明:斗齿成品表面硬度略低于次表层2~3 HRC,齿尖硬度高于齿根硬度5~10 HRC。通过模拟锻造余热分段淬火工艺,30CrMnSi钢在870 ℃水淬时,其冲击韧性最高,为74 J;当淬火温度低于870 ℃时,由于奥氏体化不均匀或较多铁素体的出现会导致冲击韧性降低;当淬火温度高于870 ℃时,由于加热时奥氏体晶粒粗大,淬火后所得马氏体也粗大,冲击韧性降低。建议生产中采用斗齿齿尖、齿根同时入水的整体淬火工艺,以使斗齿整体获得较高的硬度和韧性。     

含Bi孕育剂对大断面球墨铸铁组织性能的影响

利用冲天炉/电炉双联熔炼工艺进行球铁熔炼。采用盖包法球化处理方法,球化剂加入量为1.2%,球化处理温度为1450~1470℃;一次孕育采用普通孕育剂,加入量0.9%,二次随流孕育分别采用FeSi75孕育剂和含Bi孕育剂,加入量均为0.1%。采用光学显微镜(OM)、拉力试验机、硬度计等检测手段研究了普通孕育剂FeSi75和含Bi孕育剂对大断面球墨铸铁组织性能的影响。结果表明:采用含Bi孕育剂增加了石墨球数量,提高了球墨圆整度,可明显增强铁液抗孕育衰退的能力,提高了铸件的低温冲击韧度。