高铬铸铁—丁腈橡胶的摩擦磨损性能试验研究(三)

试验研究是在本系列试验(一)、(二)的基础上,采用石油井场泥浆作介质进行试验研究,以寻求高铬铸铁与丁腈橡胶对磨时的最佳工艺参数。试验是在MLD一10型动载磨料磨损试验机土进行的,对不同表面硬度和光洁度的高铬铸铁试环和不同硬度的丁腈橡胶试块,共进行了六个项目多组的试验,取得了1000多个数据,得出了高铬铸铁与丁腈橡胶对磨时高铬铸铁的表面硬度和光洁度及丁腈橡胶硬度的具体匹配值。同时得出了高铬铸铁表面硬度、光洁度,丁腈橡胶硬度,介质等诸因素对高铬铸铁、丁腈橡胶耐磨性影响的大小。进而提出了泥浆泵缸套活塞的有关工艺参数和使用中值得注意的问题。     

高铬铸铁在PH型灰渣泵叶轮上的应用

对高铬铸铁PH型灰渣泵叶轮的成分、机械性能、热处理工艺及切削加工性等进行分析、研究，结果表明15－2－1高铬铸铁目前是PH型灰渣泵叶轮理想的替代材料。它具有很高的硬度，良好的耐磨性及一定的冲击韧性。15－2－1高铬铸铁在有用本文的退火工艺后，硬度可降到HRc40以下，完全可以进行机加工，可用于制造一些形状较复杂的耐磨件。但15－2－1高铬铸铁收缩量大、裂纹倾向大，使用时应注意补缩。     

高铬铸铁挤压铸造的计算机模拟

利用挤压铸造缩孔的计算机模拟软件,对高铬铸铁的挤压铸造进行了研究,得到了高铬铸铁挤压铸造的最佳工艺参数,论证了该工艺参数的合理性。该模拟对实际工作起到指导作用,为高铬铸铁用于挤压铸造研究提供了依据。     

高铬白口铸铁的热处理工艺

为了提高高铬白口铸铁的耐磨性和韧性,对实验用的高铬铸铁材料采用不同的热处理工艺,改变高铬铸铁的组织,即改变碳化物的多少和基本类型,通过对不同的热处理的试样的机械性能进行检测以及对其内部金相显微组织的观测来进行定量和定性分析,得出最佳的淬火和回火工艺温度(淬火1000℃+400℃回火),提高了其机械性能,为其在铸铁领域的应用提供了依据.     

高铬铸铁及其在抗磨上的应用

本文叙述了高铬铸铁的组织,并从它的组织特点来说明它具有很高抗磨性能、较好的韧性以及退火后可进行切削加工的原因。本文论述了热处理在保证高铬铸铁的组织和性能申的作用,讨论了化学成分对组织性能的影响。本文还扼要介绍了高铬铸铁熔化、铸造和热处理的工艺。最后介绍高铬铸铁平盘磨衬板的试制及实际运行效果,以及说明高铬铸铁用在一些严重磨损的关键另件上所具有的经济意义。     

高铬铸铁热处理的研究

高铬铸铁在国外被认为是具有最好抗磨性能并兼有较好韧性的材料,因此在国外这种铸铁的应用日益广泛。几年来我们从对高铬铸铁的研究和实践体会到,要使高铬铸铁具有优越的性能,其关键就在于适宜的热处理工艺,而适宜的热处理工艺的制订则有赖于正确掌握成分、淬火温度、冷却速度与其组织、性能之间的关系.本文在这方面进行了系统的试验研究,并在理论上给予一定的分析,为高铬铸铁零件制订适宜的热处理工艺提供可靠的依据.     

潮喷机衬板用高铬铸铁的研究

本文对高铬铸铁成分,铸造和热处理工艺及机械性能进行了研究。结果表明15—2—1高铬铸铁是潮喷机衬板的理想材料。     

W-Mn-V 抗磨铸铁的合金化原理及磨球制造工艺

研究了Ｗ－Ｍｎ－Ｖ抗磨铸铁的合金化原理及磨球制造工艺,通过与高铬铸铁相比较,对此抗磨铸铁进行了经济和社会效益分析．     

含锰4%的高铬铸铁的亚临界淬火

高铬铸铁以锰代钼后的一个问题是残留奥氏体量增多,硬度下降。本文研究了含锰4％的高铬铸铁的亚临界淬火,用正交试验设计方法试验了亚临界淬火处理的脱溶温度和脱溶时间的影响。用本试验条件下得出的最佳工艺,可使含锰4％的高铬铸铁的残留奥氏体量减少到17％,硬度达到HRC64,抗冲击磨损性能与含钼2％的高铬铸铁相近。     

固液混合铸造对高铬铸铁抗拉强度的影响

采用固液混合铸造制备了高铬铸铁并对其机械性能进行了研究,结果表明:高铬铸铁中的碳化物比普通铸造的细小,形貌圆整,分布均匀.同时通过改进固液混合铸造工艺,使试样的抗拉强度有了显著提高,由普通铸造的524 MPa提高到707 MPa.     

含硼高铬铸铁的组织及性能

在成分为2.7%C-17%Cr-0.7%M_0的高铬铸铁中设计了含硼量变化范围为0.1～1.2%的五种白口铸铁.考察了其铸态及热处理态的组织;进行了石英砂磨料和绿碳化硅磨料的三体磨损试验及湿式橡胶轮磨损试验;测定了材料的硬度、冲击韧性和断裂韧性.试验结果表明:硼促使化合物体积分数增加,并有新的硼碳化物形成;基体组织中铸态己有马氏体析出,具有更好的淬硬性;三体磨损石英砂磨料时随含硼量增加耐磨性显著提高,对碳化硅磨料则相反;在湿式橡胶轮磨损试验中约在0.9%B 处耐磨性出现了最大值;化合物量相近时,含硼与无硼高铬铸铁的韧性相当.     

离心铸造碳钢-高铬铸铁复合管有限元模拟研究

采用离心铸造的碳钢--高铬铸铁复合管界面达到了冶金结合.利用ANSYS有限元软件对复合管凝固过程外层及内外层温度场进行了模拟与分析.模拟结果表明:离心浇注外层20钢大约9 s后,铸件最低温度为1430℃,已经低于20钢固相线温度1490℃,由此可见,浇注间隔时间为9s时,可形成规则稳定的过渡层.当外层20钢的温度降至1350℃时,浇注高铬铸铁,大约30 s后,内层的温度已降至1257℃,低于高铬铸铁固相线温度,此时,内层熔体已经完全凝固.     

高铬铸铁可锻性及锻造过程对机械性能的影响

本文通过高铬铸铁热塑性变形试验,得知在850℃～1100℃奥氏体化温度范围内,高铬铸铁具有良好的塑性变形能力。经热变形后,其大块共晶碳化物被破碎,并在基体中均匀分布,减少或消除了铸造缺陷,提高了机械性能,尤其是冲击韧性的提高更为明显。文中还提出,经等温淬火后,可获得良好的综合机械性能。     

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.     

高铬铸铁中的碳化物研究

本文介绍了在铸态、预处理工艺以及预处理淬火工艺中锰钼高铬铸铁的组织和碳化物的形态；就预处理淬火工艺下二次碳化物的结构和成分进行了透射电镜分析；结果表明：预处理淬火工艺下，存在铬的M7C3型二次碳化物并呈弥散分布；对高铬铸铁的耐磨性产生积极的影响。     

钢/铁双金属复合材料的离心铸造工艺及界面控制

利用复合离心铸造工艺制备了碳钢／高铬铸铁双金属复合材料钻井泵缸套，确定了复合离心铸造的工艺参数，设计了阶梯升温的热处理工艺，并对内套材料的组织和性能进行了测试．研究表明：所设计的17CrMoCu高铬铸铁内套材料的耐磨性明显优于原工艺所用的18Cr高铬铸铁；选择合理的参数（铸型转速、金属液浇注温度、2种金属液浇注时间间隔）以及加入防氧化剂，可使碳钢与17CrMoCu达到牢固的冶金结合，且内、外套之间没有出现裂纹、气孔、夹杂等缺陷；采用阶梯升温的热处理工艺，可以避免双金属缸套在热处理时出现裂纹等缺陷．     

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.     

磨粒粒径对Si3N4结构陶瓷冲蚀磨损性能的影响

以冲蚀磨损工况下的典型应用材料Cr15Mo3高铬铸铁为对比材料,采用转盘式液-固双相流试验机研究了不同SiC磨粒粒径对Si3N4结构陶瓷抗冲蚀磨损性能的影响,分析了试验材料冲蚀磨损的微观失效机制.研究结果表明:在各种粒径磨粒的冲蚀磨损条件下,Cr15Mo3铸铁的冲蚀磨损率都比Si3N4结构陶瓷的高,Si3N4结构陶瓷的抗冲蚀磨损能力是Cr15Mo3铸铁的20倍左右;粗颗粒磨料冲蚀条件下试验材料的体积损失比细颗粒磨料冲蚀条件下的大,即磨粒越粗冲蚀磨损越严重;在微观上,Cr15Mo3的腐蚀坑、冲蚀坑多,基体材料冲刷磨损严重,W型失效形貌明显,而Si3N4结构陶瓷的冲蚀磨损面比较光滑,材料失效主要是晶界粘结相失去多所致;结构致密、晶粒细小并有细小柱状晶的存在等是Si3N4结构陶瓷抗冲蚀磨损性能优异的主要原因.     

半固态过共晶高铬铸铁的冲击及磨损性能研究

通过倾斜冷却体法制备了组织中初生碳化物明显细化的半固态过共晶高铬铸铁,其冲击韧性值较常规过共晶高铬铸铁试样提高了大约1倍以上;以常规亚共晶高铬铸铁为标样进行三体磨料磨损试验,结果表明半固态过共晶高铬铸铁与常规过共晶高铬铸铁的相对耐磨性分别比亚共晶高铬铸铁提高了32%和49%.对半固态过共晶高铬铸铁试样的微观分析表明,组织中存在大量的缩松,这对于半固态高铬铸铁韧性、硬度及耐磨性的提高产生了不利的影响,减少或消除缩松对于进一步提高半固态过共晶高铬铸铁的性能具有重要意义.