稀土硅铁对高铬白口铸铁组织及性能的影响

为了解决高铬白口铸铁的脆性会严重降低其使用寿命问题,因此降低高铬白口铸铁的冲击脆性提高其韧性具有重要的现实意义.通过对大量实验数据的分析,研究高铬白口铸铁采用不同量稀土硅铁合金变质处理后,高铬白口铸铁组织和性能的变化.实验结果表明适量稀土硅铁使高铬铸铁组织细化,碳化物形态改善,适当的稀土硅铁可获得韧性和耐磨性的良好配合,延长高铬白口铸铁的使用寿命.     

铬系白口铸铁相间腐蚀机理的探讨

为了探讨铬系白口铸铁在腐蚀介质中的相间腐蚀机理,对试验合金应用定向凝固技术,采用提取相表面富集法制备了碳化物试样;依据电偶腐蚀原理,建立了亚共晶铬系白口铸铁相间腐蚀原电池模型;测定了试验合金组成物偶接前、后的腐蚀速度。试验结果表明：（1）亚共晶铬系白口铸铁相间腐蚀可分为主、次相同腐蚀原电池、主相间腐蚀速度是次相间腐蚀速度的2倍左右;(2) 随铬碳比的增加,试验合金组成组的腐蚀速度均显著下降,但共晶基体的腐蚀速度仍然是初生基体腐蚀速度的2倍左右;（3）碳化物与基体两相间的腐蚀电位差是相间腐蚀的驱动力,在此腐蚀过程中,高电位的碳化物被保护,低电位的基体被加速腐蚀,提高基体的腐蚀电位,不仅可以降低相同腐蚀速度,而且可以大幅度提高铬系白口铸铁的耐蚀性。     

铬系白口铸铁中碳化物的电化学行为研究

为研究铬系白口铸铁在腐蚀介质中的相间腐蚀机理及铬系白口铸铁中碳化物的电化学行为,配制了３种典型铬系白口铸铁,应用改进了的提取相表面富集法制备了碳化物试样,测定了共晶碳化物的腐蚀速度及其电化学行为。试验结果表明：铬系白口铸铁中共晶碳化物的极化曲线既没有活化区,也没有过钝化区,一直处于自钝化状态;Ｍ７Ｃ３型碳化物比Ｍ３Ｃ型碳化物更耐蚀,更稳定。     

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M_3C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。     

电磁搅拌对高Cr白口铸铁组织形成的影响

文章研究了电磁搅拌对高Cr白口铸铁凝固结晶的影响。结果表明:电磁搅拌对高Cr白口铸铁组织改善明显,随励磁电压增大,电磁搅拌作用增强,初晶奥氏体由树枝状枝晶变为球状或不规则的碎块状,得到充分细化;共晶碳化物由大板条变为细小的短杆状、碎块状、菊花状,分布更加均匀。     

烧结亚共晶高铬铸铁制备及其显微组织与性能

以水雾化高铬铸铁粉末为原料,通过压制/烧结工艺制备了一种亚共晶高铬铸铁(SHCCI),对其显微组织、物理力学性能和冲击磨粒磨损工况下的耐磨性能开展了系统的观察、分析与检测,并与成分相近的传统铸造高铬铸铁(CHCCI)进行了对比研究.试验结果表明,通过超固相线液相烧结可以制备出密度达到7.44g/cm~3的亚共晶高铬铸铁,其Cr_7C_3型碳化物呈细小短杆状,沿晶界均匀地分布在由马氏体和奥氏体混合组成的基体中;烧结态高铬铸铁的硬度为HRC58,抗弯强度为2 122MPa,冲击韧性达到6.5J/cm~2(无缺口试样尺寸为5mm×5mm×50mm);与铸造高铬铸铁相比,由于碳化物形貌、大小和分布均匀性的明显改善,以及基体中有更多的马氏体,烧结高铬铸铁在各种冲击载荷下均展现出明显的抗磨粒磨损性能优势,是一种十分优异的耐磨材料.     

添加铬合金化和复合变质处理对白口铸铁组织性能的影响

在熔炼过程中通过对熔体进行复合变质处理,制备普通白口铸铁和含铬白口铸铁试样及其在相同铸造条件下的变质试样;对试样进行金相显微组织观察、碳化物定量分析和宏观硬度测量,研究添加铬合金化和复合变质处理对普通白口铸铁碳化物类型、形态、分布和性能的影响。研究结果表明,铸铁铬含量较低时,碳化物类型为(Fe,Cr)3C或(Fe,Cr)3C (Cr,Fe)7C3,呈粗大网状结构;经复合变质处理后,碳化物变得孤立、分散,网状结构被消除;随着铬含量增加,碳化物全部转变为(Cr,Fe)7C3,共晶团中碳化物呈菊花状分布,并在共晶团心部附近出现近似六方形的块状(Cr,Fe)7C3碳化物;经复合变质处理后,共晶碳化物变的细小分散、分布均匀,菊花状形态消失,但六方形(Cr,Fe)7C3碳化物仍然存在;白口铸铁经复合变质处理后,其洛氏(HRC)硬度比变质前有明显提高。     

Fe-C-Cr合金三相共晶与四相包共晶反应对铬系白口铸铁组织的影响

以Fe-C-Cr三元合金相图分析了不同成分的铬系白口铸铁的凝固过程,阐述了三相共晶及四相包共晶反应对其微观组织的影响.通过试验对比,提出了合金元素对铬系白口铸铁微观组织的影响主要是通过对其三相共晶及四相包共晶反应过程的影响而产生.     

热处理工艺对高铬铸铁组织与性能的影响

高铬铸铁被认为是抗磨性能最好的且具有较好韧性的材料,因此在国外这种铸铁的应用十分广泛.铬能改变共晶碳化物的类型,改善碳化物形态,增加硬度,使铸铁韧性及耐磨性提高.为使高铬铸铁具有优越的性能,设计制订了合理的热处理工艺,并试验研究热处理工艺与成分、冷却速度与组织、硬度和冲击韧性之间的关系,在理论上给予一定的分析.     

高铬铸铁三体腐蚀磨损机理及影响因素的研究

本文研究了24%Cr 高铬铸铁在弱酸性介质条件下的三体腐蚀磨损机理及含碳量、稀土残留量等因素对高铬铸铁腐蚀及腐蚀磨损特性的影响,建立了高铬铸铁三体腐蚀磨损机理的解析模型.结果表明:在三体腐蚀磨损过程中,高铬铸铁腐蚀与磨损交互作用特点为铸态条件下以磨损促进腐蚀为主,淬火条件下以腐蚀促进磨损为主;随着含碳量的增加,三体腐蚀磨损抗力呈下降趋势;当铸铁中残留一定数量的稀土元素时,铸态高铬铸铁腐蚀与磨损交互作用的特点转变为以腐蚀促进磨损为主;当有合适的稀土残留量时,高铬铸铁的腐蚀特性与三体腐蚀磨损特性最佳.     

铬系白口铸铁腐蚀磨损特性的研究

本文研究了共晶碳化物数量在20—25％范围内,含铬量由2—24％,铸态及热处理态的铬系白口铸铁在不同介质条件下的腐蚀磨损特性.研究结果表明:在强酸性介质中,腐蚀是导致腐蚀磨损失重量增大的主要因素,含铬量较高的奥氏体有较好的腐蚀磨损抗力,碳化物存在没有任何益处;在弱酸性介质中,腐蚀与磨损共同对腐蚀磨损失重量起作用,提高基体含铬量,保持适当数量碳化物将有效地提高其腐蚀磨损抗力;在中性及碱性介质中,磨损是主要影响因素,提高基体硬度有助于腐蚀磨损抗力的提高.合金元素铜可降低基体腐蚀速度,促进基体钝化,且有利于腐蚀磨损抗力的改善.本文研究结果为杂质泵过流部件的选材提供了依据.     

高铬铸铁型自保护药芯焊丝堆焊组织与性能分析

研制了一种自保护高铬铸铁型药芯焊丝,对其堆焊金属组织与性能进行了分析,结果表明:堆焊金属表面硬度达到HRC60以上,堆焊金属显微组织主要为马氏体+残余奥氏体+M1C3,型碳化物;初生碳化物主要沿堆焊层向母材方向生长,其表面硬度为HVl783,侧面为HVll27:共晶碳化物围绕在初生碳化物周围生长,其显微硬度为HV830:在相同磨损条件下磨损1h后,堆焊金属相对耐磨性为Q235钢的14倍左右,在药芯中加入适量的稀土氧化物能提高堆焊金属的耐磨性.     

稀土变质钒白口铸铁中碳化物球化机理

探索了用变质方法改善钒白口铸铁中碳化物的形貌和分布。用稀土综合变质剂对钒白口铸铁进行了变质处理,使钒白口铁中方块状先共晶碳化物和条状共晶碳化物变为圆整时球状碳化物,韧性和机械性能明显提高。 研究表明,一定的钒量是碳化物获得球化的必要条件。变质过程中产生的大量的高熔点的硫化物、氮化物是VC非均质形核的基体,对VC以离异共晶方式生长起着重要作用。稀土的脱硫脱氧作用,提高了VC—熔体间的界面能,降低了VC的表面能的各向异性,使VC各个生长锥以在致相等的速度增长,从而长成球形。同时,高的界面能有利于在生长过程中球面的稳定性。 稀土综合变质剂正是综合了提供非均质形核基体与提高VC—熔体界面能、降低界面能各向异性的优点,而且前者与后者之间互相促进,因而发挥了较强的球化作用。     

多元低合金对高铬锰白口铸铁组织和性能的影响

该文利用正交设计试验探讨了Nb、V、Cu在高铬锰白口铸铁中的合金化作用和稀土硅铁的变质作用,结果表明,合金元素能够细化晶粒,改善碳化物的形貌和分布,提高力学性能和耐磨性,确定了多元低合金高铬锰白口铸铁的最佳成分和热处理工艺。     

Abrasive resistance of metastable V–Cr–Mn–Ni spheroidal carbide cast irons using the factorial design method

Full factorial design was used to evaluate the two-body abrasive resistance of 3wt%C–4wt%Mn–1.5wt%Ni spheroidal carbide cast irons with varying vanadium (5.0wt%–10.0wt%) and chromium (up to 9.0wt%) contents. The alloys were quenched at 920℃. The regression equation of wear rate as a function of V and Cr contents was proposed. This regression equation shows that the wear rate decreases with increasing V content because of the growth of spheroidal VC carbide amount. Cr influences the overall response in a complex manner both by reducing the wear rate owing to eutectic carbides (M₇C₃) and by increasing the wear rate though stabilizing austenite to deformation-induced martensite transformation. This transformation is recognized as an important factor in increasing the abrasive response of the alloys. By analyzing the regression equation, the optimal content ranges are found to be 7.5wt%–10.0wt% for V and 2.5wt%–4.5wt% for Cr, which corresponds to the alloys containing 9vol%–15vol% spheroidal VC carbides, 8vol%–16vol% M₇C₃, and a metastable austenite/martensite matrix. The wear resistance is 1.9–2.3 times that of the traditional 12wt% V–13wt% Mn spheroidal carbide cast iron.     

共晶点左移理论在研制新型铸铁焊条时的应用

应用共晶点左移理论研制以奥氏体和铁素体为基体的两种类型铸铁冷焊焊条，具有较窄的白口区和较高的白口断续率，可以代替国家标准相应类型铸铁焊条。在研制中对共晶点左移理论的应用进一步作了分析     

残余奥氏体对高铬白口铸铁磨料磨损特性的影响

本文通过改变高铬白口铸铁(15Cr-2Mo-1Cu)的热处理工艺,得到一系列残余奥氏体数量在0～60％范围内变化的基体组织;考察了残余奥氏体对低应力、高应力和有冲击载荷存在的动载磨料磨损特性的影响;运用X射线新方法测定了各种磨损后残余奥氏体诱发马氏体转变的数量、层深及分布梯度.研究结果表明:残余奥氏体对耐磨性的影响与磨损系统和残余奥氏体的稳定性有关.