灰铸铁中石墨形态及其对性能的影响

本文通过试验,总结和论述了灰铸铁中各种片状石墨形成原因、分类、评定方法及其对性能的影响,帮助我们从石墨形态及其大小等级来评定铸件质量,掌握铸铁组织及性能变化趋势和生产情况,分析生产中出现的问题所在,用以帮助克服和解决。     

灰铸铁中常见的六种石墨类型

灰铸铁中石墨的数量、形态、长度和分布对铸铁的力学性能有着明显的影响。在GB7216-87《灰铸铁金相》标准中载有其典型分级图谱。按石墨形态共有六种类型。     

高频电磁场对灰铸铁石墨形态的影响

采用频率为50 kHz的高频电磁场对灰铸铁熔体进行处理,探讨了高频线圈匝数、通电电流和处理时间对灰铸铁凝固组织的影响.试验结果表明,高频磁场有效地改变了灰铸铁的石墨形态,使长直粗大的片状石墨变成均匀细小弯曲的形态.合适的线圈匝数和电流大小能够在短时间内达到显著的细化效果,其主要原因是电磁力引起的剧烈电磁搅拌作用和高频感应热效应.     

超声波振动对共晶灰铸铁中石墨形态的影响

以灰铸铁为对象,考察了其熔体经超声波处理后所得铸态组织中石墨形态的变化,并分析了其变化原因.结果表明:经超声波处理后的灰铸铁中石墨形态发生了较大的变化,由粗大弯曲的片状变成均匀细小且卷曲的片状乃至近似球状.其原因来自于超声波所产生的空化效应、声流效果等一系列非线性声学作用.     

氮对灰铸铁中石墨组织的作用

本文研究了氮在灰铸铁中的分布及含氮灰铸铁石墨组织结构,结果表明,氮在石墨与基体界面上的吸附和在石墨中的固溶是氮使石墨组织形态发生变化的主要原因。     

灰铸铁中石墨数量与形态对激光热处理硬化带的影响

本文通过改变灰铸铁的碳硅含量及冷却速度,得到了具有不同原始组织的试样,考察了原始组织的变化对激光处理硬化带深度和均匀性的影响。结果表明:随着碳含量的增和,硬化带均匀性逐渐变差,深度存在一个极大值。冷却速度越大,石墨越细小,使硬化带深度减小,均匀性变好。     

灰铸铁枝晶组织对机加工后石墨形态的影响

通过化学成份检测和微观检测分析等方法,对灰铸铁组织进行分析,研究了切削加工过程中石墨的变形规律。结果表明:灰铸铁组织中石墨的变形是因基体组织的变形引起的,有枝晶的灰铸铁基体组织中珠光体片间距比无枝晶的珠光体片间距大,较大的珠光体片间距在切削加工时易引起较大的基体组织变形,导致有枝晶的灰铸铁组织中剪切区石墨沿剪切面发生规律性变形。     

灰铸铁石墨化孕育元素的选择

根据资料综合,对选择灰铸铁石墨化孕育元素的最佳组合作了探讨。     

D型石墨灰铸铁的认识

分析采用金属型和连续铸造方法获得D型石墨灰铸铁的形成条件及D型石墨灰铸铁所具有的组织性能特点。认为D型石墨灰铸铁具有工程应用价值。进而对灰铸铁件材质技术要求的制订原则，提出建议。     

型内孕育灰铸铁的石墨核心研究

从型内孕育铸铁中取出片状石墨共晶团,在配有能谱仪的扫描透射式电镜下观察石墨的外来核心,研究这些异质晶核的构成和晶体结构。发现石墨异质晶核多为A1、Ca、Mg、Fe、Na、K的复合硅酸盐,其晶体结构有六方点阵,也有非晶态。MnS、Al_2O_3、TiN、AlN、Ag_2O及α-Fe都可以成为石墨核心,它们与石墨并非一定要满足晶格对应关系。还通过解剖孕育室熔解区探讨了型内孕育机理及其孕育效果显著的根本原因是SiC分解形核的作用。并提出了SiC、CaC_2、Al_4C_3等不稳定碳化物分解形核机制。     

热压变形对灰口铸铁石墨形态的影响

研究了灰口铸铁(HTl50)在900℃大压下量塑性变形后石墨的分布形态，结果表明：随着压下量的增加，石墨片逐渐趋于平行分布；变形过程中发生了碳的回溶，同时伴随着石墨片的断裂；石墨片体积分数及片间距随压下量的增加而逐渐减少。     

稀土对D型石墨铸铁强化机理的研究

通过试验研究,发现微量稀土能促进D型石墨铸铁中初晶奥氏体骨架的生长,对强化基体组织有一定的作用。微量稀土能细化D型石墨,石墨数量增多,石墨生长前端钝化、分枝、花瓣状形态也有所改善,大大减轻了石墨对基体的破坏作用,从而提高D型石墨铸铁的力学性能。     

灰铸铁棒中的球状石墨

在较小截面的连铸灰铸铁型材表层,观察到具有球状石墨的金相组织;经过试验证明,在一定冷却条件下,未经处理过的灰口铁液也可能析出球状石墨。认为这种现象是石墨生长受扩散控制的结果。     

铅对灰铸铁组织和性能的影响

生产过程中炉料所含过量的铅会对灰铸铁件性能产生重要影响.因此研究了铅的不同添加量对灰铸铁力学性能和组织的影响,并进行了复制魏氏石墨及不同孕育剂的试验.结果表明:铅会使石墨变异,并在一定条件下,形成魏氏石墨,这明显降低了灰铸铁件的力学性能;采用锆硅孕育剂能够缓解铅对铸铁石墨形态的影响.     

机车用灰铸铁件组织中E型石墨的消除

在灰铸铁产品金相组织中经常会出现E型石墨,E型石墨的存在严重影响了灰铸铁的性能,遗传因素是E型石墨产生的主要原因。在铁水孕育处理过程中加入增碳剂和加入硅钡复合孕育剂,能够有效抑制E型石墨的产生。     

微量砷对灰铸铁组织和性能的影响

在铸造灰铸铁件时,由于某些生铁中含有As等微量元素,铸件易产生大量的裂纹或显微裂纹,导致铸件报废.利用中频无芯感应炉熔炼不同As含量的铁液并制备试样,用XTB-1金相显微镜观察不同As含量对铸件的石墨形态和基体组织的影响,用WES型液压万能试验机测定抗拉和抗弯强度,同时详细考察了铸造性能.结果表明:As会促进过冷石墨和珠光体基体的形成.过量的As会导致网状碳化物的生成,加剧磷共晶的偏析以及增加铸件的激冷深度和收缩率,从而导致应力集中和热裂,是铸件产生裂纹的主要原因.在生产工艺中,应采取措施使铸铁中As含量控制在0.010％以下,并通过孕育处理等措施改善铸件的组织,提高力学性能.     

微合金梯度石墨铸铁玻璃模具材料研究

本文通过控制铸铁生产中的合金元素量、浇注温度、孕育剂量,得到在模具壁厚方向形成三级梯度石墨灰铸铁.利用SEM观察金相试样评价石墨形态、尺寸、分布;测试试样各梯度石墨区域的布氏硬度值评价铸铁的力学性能;观察热疲劳试样的疲劳裂纹的扩展评价试样的热力学性能.试验结果发现合金元素量V:0.11%～0.15%、Ti:0.15%～...     

高强度全断面D型石墨灰铸铁型材

通过工艺措施及合金化的配合,获得不同直径的灰铸铁型材,无白口、全断面D型石墨、断面硬度差≤10 HRB、抗拉强度σb≥300 MPa.试验获得的D型石墨灰铸铁型材比普通LZHT300铸铁型材具有更好的断面齐一性和综合力学性能.