493Q冷激铸铁凸轮轴的生产

0前言493Q是国内引进的汽车发动机,根据日本图纸要求,凸轮轴材质为冷激合金铸铁。化学成分（％）要求为3．1～3．4C2．0～2．4Si,0．5～0．8Mn,＜0．1S＜0．2P,0．8～1．0Cr,0．15～0．25M。,0．15～0．25Ni,凸轮桃尖部位白口层深度大于3mm,桃尖硬度大于45HRC,基圆硬度为241～285HB,抗拉强度大于293MPa（BSφ14．3试棒）。针对国内某主机厂长期依靠进口493Q冷激铸铁凸轮轴或用钢质淬火凸轮轴代替,但不能满足耐磨要求的现状,我们对493Q冷激铸铁凸轮轮工艺进行了研究,通过合理的化学成分选择及成型冷铁设计等工艺,成功…     

Cr25Mo2W3耐磨铸铁硬度和抗冲刷腐蚀性能

高铬钼钨耐磨铸铁以高硬度著称。通过金相组织观察、X射线衍射相结构分析、图像分析仪定量金相测试、电子探针微区成分分析、力学性能检测和盐水砂浆中的低角度冲刷腐蚀试验，研究了含碳量和含钼量对高铬钼钨耐磨铸铁组织、结构、硬度、冲击韧性和抗冲刷腐蚀性能的影响规律。结果表明，淬回火280Cr25Mo2W3铸铁是以马氏体和残余奥氏体为基体，以（Cr、Fe、W、Mo）7C3和（Fe、Cr、W、Mo）23C6为增强相的复合材料。在含碳量2．03％-2、79％的范围内，随着含碳量的增加，淬回火的Cr25Mo2W3耐磨铸铁的硬度逐渐提高，冲击韧度先升后降。随着含钼量的增加，280Cr25W3铸铁硬度提高，冲击韧度下降。M7C3和M23C6数量的增加以及MTC3显微硬度的提高，是提高铸铁硬度和降低韧性的主要原因。高硬度280Cr25Mo2W3耐磨铸铁的M7C3横剖面（择优生长方向的垂直面）硬度HV1645，纵剖面硬度HV1383，经淬回火热处理该铸铁的硬度达HRC65，具有优异的抗低角度冲刷腐蚀性能。     

高铬铸铁-碳钢双金属复合铸造界面形貌和性能

高铬铸铁-碳钢双金属复合铸造的界面组织特征对结合性能产生重要的影响。利用光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)和电子背散射衍射(EBSD)观察了双金属复合界面组织特征,利用洛氏硬度计、显微硬度和纳米显微力学探针测量了双金属复合界面的硬度。结果表明:高铬铸铁与碳钢实现了良好的冶金结合,复合界面上形成一层薄的马氏体组织。高铬铸铁与碳钢的硬度过渡区域小,硬度变化较剧烈。显微硬度的压痕在结合界面上无裂纹产生,证明界面结合良好。     

铸铁与铬丝原位反应的研究

采用1135℃×20min的工艺,让提前置于铸铁中的铬丝与周围碳原子原位反应生成M7C3[(Fe,Cr)7C3]型铸铁复合材料,对复合区进行显微组织观察分析、显微硬度测量、耐磨性能测试.结果表明,复合区硬度最高达到1750 HV0.05.平均硬度是基体的9～11倍.复合材料的耐磨性相对于铸铁标准试样提高了2.89倍.     

485QA柴油机气门挺柱断裂失效分析

我厂生产的485QA柴油机在试车过程中，发现气门挺柱突然断裂，且破坏了其它零件。为此。我厂从现场取回实物，分析了断裂的原因。1气门挺柱的技术要求材质为HT200灰口冷激铸铁，B面（见图1）白口深2～4mm，两端面硬度要求为53～58HRC，其余179～255HB。2分析及结果（1）失效概况宏观发现，断裂在其根部，在杆身底部退刀槽尖角处，退刀处有加工痕迹（如图1）。（2）断口分析由图1、2可看出，断裂处离端面B约有10mm．裂纹源首先源于R尖角过渡处，然后转入扩展区，最后有很小剪切唇，造成瞬时断裂，此断裂为疲劳断裂。（3）金相检验断裂处…     

碲涂料激冷铸铁铸造工艺研究

研究了碲涂料的组成与浇注温度对激冷层的影响。结果表明：碲涂料激冷铸铁的激冷层硬度高，深度大，显微组织也较理想。碲在涂料中的含量应≥３０％，粒度７０目左右，浇注温度应≥１３５０℃。     

高铬铸铁叶片的热处理工艺

对挖泥船泥浆泵叶片用高铬铸铁的热处理工艺进行研究。结果表明,在奥氏体化温度分别为800、900、1000和1100℃下保温3 h 后空冷,高铬铸铁硬度随奥氏体化温度的升高先上升后下降,在1000℃淬火时的硬度最高;在1000℃分别保温1、2、3和4 h后空冷,发现保温2 h铸铁的硬度达到峰值;对1000℃×2 h空冷的铸铁试样分别在250℃和450℃回火2 h,发现回火硬度均有小幅提高,但250℃回火的试样冲击性能显著提升,冲击吸收能量达到4．13 J。该叶片材料的最佳热处理工艺为1000℃×2 h空冷淬火＋250℃×2 h回火,用该工艺热外理叶片可获得弥散分布的M7 C3型碳化物＋二次碳化物＋回火马氏体基体及少量残留奥氏体组织,抗泥沙磨损能力提高了34．41％。     

深冷处理对钼钒高铬白口铸铁显微组织和硬化行为的影响

采用X射线衍射、磁性和硬度测量等方法研究了深冷处理对高铬白口铸铁显微组织和硬化行为的影响。结果表明，经去稳加空冷和去稳加深冷两种工艺处理后的高铬铸铁显微组织均由奥氏体、马氏体和共晶碳化物组成。在去稳加空冷处理中，随着加热温度（900℃～1150℃）的升高，高铬铸铁的硬度先升高并在1000℃时达到最高值，然后开始下降；在去稳加深冷处理中，高铬铸铁的硬度有相似的变化规律，但其硬度明显高于未经深冷处理的高铬铸铁。深冷处理使高铬铸铁中的残留奥氏体含量大大下降，因此显著提高了高铬铸铁的硬度，但当硬度达到最高时其组织中仍残留少量奥氏体。     

W对铸态高铬铸铁组织和性能的影响

采用金相显微镜、扫描电镜观察显微组织,X射线衍射分析相组成,并测定洛氏硬度、冲击韧度及耐磨性,研究了w(W)量对高铬铸铁组织及性能的影响。结果表明:含钨高铬铸铁的铸态组织为马氏体+奥氏体+碳化物;W在碳化物和基体中均匀分布,w(W)量为1%时,高铬铸铁硬度为58.75HRC,冲击韧度为11.18J/cm~2;w(W)量达到3%时,高铬铸铁冲击韧度明显下降;w(W)量在0~3%范围内渐增时,随着w(W)量的增加,耐磨性不断提高。     

热处理对高铬铸铁组织、硬度和磨损性能的影响

利用金相显微镜和洛氏硬度计对不同淬火温度和冷却方式以及回火后的组织进行了分析,研究了热处理工艺对高铬铸铁组织和性能的影响,并采用湿砂橡胶轮式磨粒磨损试验机对高铬铸铁进行了磨损性能的测试.结果表明:随淬火温度的升高,试样的硬度先升高再下降,在960℃×4h油淬,试样的硬度达到63.1 HRC;试样经960℃×4h油淬+250℃×2h回火后的磨损性能最好,磨损量仅为Q235试样的1/26.     

铸型局部激冷和淬火处理对蠕铁缸盖次表层显微组织和硬度的影响

研究了蠕墨铸铁气缸盖火力面局部铸型冷却速度和淬火(900℃,110 min)对火力面次表面纵向显微组织和洛氏硬度的影响。结果表明:激冷处理在缸盖火力面沿深度方向形成复合结构硬化层:淬硬层(0～1 mm)+球铁层(0～6 mm)+蠕铁硬化层(0～40 mm)。碳化物在淬硬层中含量保持在83%,在球铁层逐渐减少,蠕铁层没有观察到明显的碳化物存在。增加冷却强度明显细化蠕铁硬化层的显微组织、减小珠光体片层间距,提高缸盖火力面表层硬度。与局部未激冷铸型相比,激冷铸型铸造的蠕铁缸盖火力面层得到显著强化:铸态洛氏硬度由12.6提高到21.0,淬火后硬度由48.96提高到59.0,提高了20.51%;模拟500℃保温90 h服役条件下,激冷铸造的硬度由未激冷铸造的21.41提高到25.19,提高了17.66%。     

灰口铸铁热变形后的组织与性能

采用包覆压缩工艺在Gleeble3500热模拟试验机上实现了灰口铸铁的大塑性变形。热变形试样在石墨化退火后用光学显微镜和图像分析仪观察了显微组织和石墨形态，采用显微硬度测试以及小试样拉伸方法研究了压下量对灰口铸铁力学性能的影响．用扫描电镜观察了拉伸断口微观形貌。结果表明，灰口铸铁大塑性变形后，石墨片趋于平行分布，试样的显微硬度、拉伸强度和伸长率均有不同程度的提高，经过80％热变形的试样其显微硬度增加到217HV，拉抗强度提高到249MPa，伸长率增加到5．2％；扫描电镜观察表明，拉伸断口有分层特征。     

激冷铸铁在内燃机零件上的应用

作者对内燃机配汽机构的主要零件汽门挺柱的几种材质;钢质汽门挺柱、淬火汽门挺柱和激冷汽门挺柱等,从基体组织结构、性能及石墨形态进行了对比分析,提出了早期损坏的原因。经试验和应用,证明,激冷铸铁是汽门挺柱的理想材质。通过试验:在化学成分基本相同的情况下,调整激冷板的厚度(即冷却速度)可得不同白口深度的铸件。在此基础上推导出计算激冷板厚度的公式。     

用激冷铸铁铸造发动机汽门挺柱的探讨

目前,国外发动机挺柱应用激冷铸铁的甚多,国产发动机挺柱大多数是用钢材的。定海汽车配件厂对难度比较大的北京牌BJ212汽油发动机的汽门挺柱(以下简称挺柱),做了探讨性的研制生产。并在北京内燃机厂,(以下简称“北内”)的帮助指导下,于85年7月份投入批量生产,同年10月份通过了科研成果鉴定。为共同探讨激冷铸铁挺柱的工艺、金相组织等,现把我们研试生产的情况介绍如下。     

热处理对含钨高铬铸铁组织及性能的影响

采用金相显微镜、扫描电镜观察微观组织,x射线衍射仪分析相组成,并测定洛氏硬度、冲击韧性及耐磨性,研究了热处理对含钨高铬铸铁组织及性能的影响.结果表明,钨在高铬铸铁基体和碳化物中均匀分布,热处理对钨的分布影响不大,钨能显著提高高铬铸铁的性能.含钨高铬铸铁合理热处理工艺是1050℃奥氏体化淬火,250～350℃回火,在该热处理条件下的组织为马氏体 碳化物 少量残留奥氏体,铬的碳化物类型为Cr7C3、Cr23C6,钨的碳化物有WC1-x、W6C2.54W3C,硬度为62～63 HRC,冲击韧度为7～8 J/cm2,耐磨性比不含钨高铬铸铁显著提高.     

深冷处理对高Cr铸铁组织和耐磨性的影响

采用XRD、磁性法、硬度测量和磨损试验等方法研究了深冷处理对3Cr14Mn3MoV2高Cr白口铸铁显微组织和耐磨性的影响.结果表明,在去稳加空冷和去稳加深冷处理过程中,随着加热温度(900～1150℃)的升高,试样的硬度先升高后下降,并在1 000 ℃时达到最高值,深冷处理试样的硬度比深冷处理前明显提高,而且基本稳定在65 HRC左右;深冷处理使高Cr铸铁的残余奥氏体量大大下降,并且有二次碳化物析出,因此深冷处理使高Cr铸铁具有更高的耐磨性.     

Cr26高铬铸铁的软化处理研究

利用金相显微镜观察、XRD物相分析和洛氏硬度测试等方法,研究了不同软化温度处理后的Cr26高铬铸铁组织和硬度。结果表明:在800～950℃×1 h炉冷至室温的软化处理后,Cr26高铬铸铁均得到珠光体+莱氏体+少量二次M_7C_3型碳化物组织;硬度由铸态的50HRC下降到软化后的36HRC;最佳软化工艺为860～920℃×1 h炉冷,硬度是36 HRC。     

铸铁喷焊组织及力学性能研究

为了解决铸铁焊补中焊缝处存在白口、淬硬组织以及裂纹等问题,采用氧乙炔火焰喷枪喷焊自熔性合金粉末F101和Ni60焊接球墨铸铁和用铸铁焊条Z308电弧冷焊球墨铸铁,并对试样进行抗拉强度、硬度测试和金相组织观察。结果表明:用铸铁焊条电弧冷焊后焊缝有白口、淬硬组织及裂纹;用Ni60合金粉末喷焊后熔合区硬度出现突变,硬度高达701HV,与母材硬度值差别很大,用F101合金粉末喷焊后热影响区及焊缝处硬度值与母材差别不大;金相组织观察表明焊缝与母材除了机械结合外,还有冶金结合。喷焊的焊缝无裂纹,且结合强度高于铸铁焊条的焊缝。     

铸铁浴渗碳工艺的探讨

本文将20钢试样在铸铁浴中进行不同温度和时间的渗碳，用金相法测定层深，根据公式：ρ2=koτ·e-Q/RY对碳的激活能（Q）进行计算．结果表明：试样在1270℃的铸铁液中保留30秒，渗碳层达0．25mm；在1300℃的铸铁液中保留30秒，渗碳层达O．27mm。且与气体渗碳法相比激活能下降近41％。     

Cr28铸铁热处理工艺的研究

研究了热处理工艺对Cr28铸铁的组织和性能的影响。结果显示，正火回火处理后，Cr28铸铁的组织由初生碳化物、共晶碳化物、二次碳化物、马氏体和残余奥氏体组成；随正火温度的提高，材料的硬度先升后降，1040℃正火后有极大值61．6HRC，冲击韧度呈逐渐升高趋势，但总体变化幅度较小（4．1～6．9J／cm^2）；1040℃正火后，随回火温度升高，材料的硬度逐渐降低，冲击韧度变化范围较小（3．7～4．3J／cm^2）。分析了不同热处理工艺处理后，材料性能变化的原因。