铸铁石墨形态的转变及生长动力学

用LMC定向凝固技术研究铸铁石墨形态的控制,探讨了凝固速度、变质、衰退对石墨形态的影响。在一定条件下获得了反映过共晶铸铁凝固速度和变质剂加入量与石墨形态关系的定量数据。对石墨形态连续衰变过程的观察研究,发现了蠕虫状石墨向过冷石墨转变的分界线。这表明石墨生长机制在分界线处发生了突变,在理论分析和实验探索的基础上,本文提出石墨生长模型,认为在一定条件下,石墨形态可以相互转变。在经历球状石墨(?)蠕虫状石墨(?)过冷石墨(?)A 型片状石墨的变迁中,石墨生长机制发生了渐变(?)突变(?)再渐变的过程。其中球状石墨(?)蠕虫状石墨的转变是渐变,蠕虫状石墨(?)过冷石墨的转变是突变,过冷石墨(?)A 型片状石墨的转变是再一次渐变。     

灰铸铁和蠕墨铸铁在600℃、700℃时抗氧化性的研究

本文利用箱式电炉及简易热天平研究了低合金灰铸铁(添加少量钛和稀土)和蠕墨铸铁在600℃、700℃时的抗氧化性能。文中研究了1、铸铁基本化学成分C、Si、Mn、S以及CE、Si/C的影响;添加少量Ti的影响。2、铸型冷速的影响(干砂型、金属型、石墨型)。3、残余稀土含量的影响,主要包括片状石墨分布特征和石墨形状的影响。4、测定并探讨了灰铸铁和蠕墨铸铁的氧化动力学曲线类型和它们的氧化过程。说明了细小的D型石墨、初生奥氏体枝晶分布及晶界在氧化过程中的行为。     

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。     

铸铁中各形态石墨间的相互转变

采用定向凝固方法,并借助金相显微镜和扫描电镜等手段,研究了铈含量的变化对铸铁中各形态石墨间相互转变的影响。发现:在控制界面推进速度不变的条件下,随铈含量的增加,可从片状石墨依次向过冷石墨、蠕墨、枝晶间石墨、球缺状石墨连续转变,这种转变是逐渐进行的。与文献[1]的结论相结合,可以得出:球墨、蠕墨、片墨之间的转变是可逆的。此外,还发现在铈含量高的情况下,石墨与奥氏体仍可进行密合共晶生长。     

电磁场对铸铁石墨生长的影响

设计了交替换向的行波磁场,研究在铸铁凝固过程中,施加换向行波电磁场产生的脉冲作用对铸铁石墨生长及其凝固组织的影响·结果表明:在脉冲电磁场的作用下,灰铸铁凝固组织中奥氏体枝晶数量明显减少,石墨粗化;球化处理后,凝固组织中球状石墨数量减少,蠕虫状石墨增多,蠕化率显著提高,为稳定蠕墨铸铁的蠕化率提出一个新途径·讨论了电磁场对石墨生长影响的机理,认为脉冲磁场的电磁搅拌作用和感生电流的热效应破坏了石墨核心周围奥氏体壳的稳定性,促进石墨的分枝生长,形成蠕虫状石墨·只有在残留镁量和残留稀土量足够或残留量较高时,脉冲磁场的干扰能够稳定蠕化率;蠕化剂加入量不足时,磁场干扰只能促进形成片状石墨,不能形成蠕虫状石墨...     

氧对铸铁材质的影响

铁水的纯净度是衡量铁水质量的重要指标之一,纯净度主要指铁水中的含氧量.由于在铁水中含有一定量的氧,必将对铸铁材质产生影响.作者应用固体电解质浓度差电池测定铁水中的溶氧量,并通过试验证实了在铸铁凝固过程中,氧对石墨形态、共晶团大小、共晶过冷度、综合机械性能以及不同壁厚的断面敏感性等方面均有明显的影响.试验所得结论明确了铁水质量与铸件内在质量的关系,这对提高铸件质量具有重要的现实意义.     

铸铁中开花状石墨的微观结构

用射透电子显微镜和扫描电镜研究了铸铁中开花状石墨的微观结构,结果表明,开花状石墨是石墨沿（０００１）方向生长速率增大的过程,因而它是１种过球化石墨,而不是铸铁过程中球化不良造成的。     

镧钇稀土元素对镍铁型铸铁焊缝石墨化的影响

在试验的基础上,探讨了镧基轻稀土、钇基重稀土对镍铁型铸铁焊缝的石墨化石墨形态的影响。结果显示,镧具有较强的石墨化效果,能减少或消除焊缝组织中的晶间共晶组织,所获得焊缝硬度较低;钇基重稀土具较弱的石墨化效果和较强的石墨球化效果,所获石墨球细小均匀,但易形成晶间共晶组织,使焊缝硬度增高。用气泡理论对实际结果进行了较好的解释。     

铌对过冷灰铸铁组织及性能的影响

本文研究铌对过冷灰铸铁组织及性能的影响。研究结果表明,铌使过冷灰铸铁中的过冷石墨进一步细化,当铌含量达到0.099%时,铸铁中出现块状石墨;铌对过冷灰铸铁的基体组织无明显影响。铌可提高过冷灰铸铁的力学性能,但含铌量超过0．05%后继续提高铌含量,铸铁的力学性能降低,铌在基体组织中的固溶是力学性能提高的主要原因,而铌含量过高时不规则富铌相析出导致力学性能降低。     

消失模铸造灰铸铁石墨形态的研究

在消失模铸造条件下,文章研究了冷却速度、碳当量、硫质量分数及孕育方法对亚共晶灰铸铁石墨形态的影响.结果表明:当铸铁的碳当量降低时,在铸件的薄壁处极易出现过冷石墨,E型石墨数量增多;通过瞬时孕育,可显著改善石墨形核的条件,控制过冷石墨的形成;灰铸铁中,含硫量对石墨组织也具有很重要的影响,当灰铸铁的含硫量为0.08％～0....     

稀土高碳当量灰口铸铁组织与性能的研究

本文研究了利用稀土合金改善高碳当量灰口铸铁质量的可能性,稀土合金对高碳当 量灰口铸铁组织和性能影响的规律,以及稀土夹杂物在铸铁各相中分布的规律．发现了 稀土合金加入量与铸铁的机械性能之间明显的对应关系——“双峰值效应”。对稀土高 碳当量灰口铸铁的某些高温机械、物理、化学性能进行了研究。结果表明稀土合金加入 到高碳当量灰口铸铁中以后能净化铁水,改善组织,并提高其性能．     

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.     

低合金铸铁在高流速海水中的腐蚀研究

本文测试了常用的几种低合金铸铁在高流速海水中的腐蚀行为与腐蚀特征。试验证明，低合金铸铁在海水流速低于１１ｍ／ｓ时，冲刷磨损腐蚀形式为湍流腐蚀，而不是空泡腐蚀，在高流速条件下片状石墨铸铁的耐蚀性优于球状石墨铸铁。     

稀土铸铁液相中石墨形态的研究

用等温液淬方法,研究了稀土蠕墨铸铁中初晶石墨的生长及其对共晶凝固的影响,并将其与同材料熔制的它种铸铁液淬结果进行比较。结果表明,初晶石墨多呈球状,它们随生长环境变化,可作为蠕虫状石墨(CG)、球墨(SG)的核心,共晶期间,CG 具有不同形式的结晶前和结构,似乎不受初晶的影响。     

铸铁汽蚀破坏机制研讨

本文通过扫描电镜和振动式汽蚀机对铸铁的汽蚀过程进行了研究。从水力学汽蚀冲击力开始,系统地讨论了汽泡渍灭时产生的球形应力波、射流冲击力的大小,和冲击力作用于金属边壁后如何使其内部的全位错半位错滑移并形成裂纹核,认为力学冲击是铸铁汽蚀的主要原因,冲击力使材料内产生剪应力并使表面石墨脱落。根据实验结果具体分析了铸铁中石墨的存在对裂纹成核倾向的影响,说明了石墨的存在一方面降低了铸铁的微区强度,另一方面应力集中和切口效应使裂纹容易在其周围萌生和扩展的原由,指出石墨是铸铁汽蚀源。根据裂纹核在铸铁汽蚀面的位置指出了三种起裂方式并用实验进行了验证,三种起裂纹方式为①汽蚀面上的石墨尖端和晶界处,②垂直石墨尖端,③ 距表面层△b厚(20～100μm)区内的硬质点和石墨与基体界面处。指出裂纹沿着或向着石墨片和硬质点的方向扩展。     

稀土元素对铸铁热疲劳性能影响的研究

气缸盖、排气管、钢锭模等构件,常因热疲劳而失效,为此,利用自制的完全约束式热疲劳试验装置,就稀土对铸铁热疲劳性能的影响进行了系统的研究。试验研究的结果表明,在超过某临界范围后,稀土能显着提高铸铁的热疲劳抗力。对轻稀土来说,此临界值为0.04～0.045％,重稀土则为0.045～0.05％。 文中还讨论了稀土与影响热疲劳抗力的铸铁热物理性能、机械性能的关系。     

稀土、钛孕育对中铬铸铁硬度的影响

本文研究了中铬铸铁的孕育.试验指出:用适量稀土孕育可提高中铬铸铁硬度 HRC 2以上,而用钛铁孕育对其硬度影响不大.     

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.     

铸铁中磷的分布

利用 Auger 表面分析和化学分析等手段,研究了铸铁中磷在铁/石墨界面上的偏析及在铁相与石墨两相间的分配。实验结果表明,磷在球铁中有界面偏析现象,而在灰铁中没有发现偏析。磷在球铁和灰铁中的偏析特点正与硫在这两类铸铁中的偏析特点相反。     

稀土在高铬铸铁中的行为

加入高铬铸铁中的稀土主要存在于夹杂物中，使夹杂物的类型、性质、形状、数量、尺寸和分布都发生变化。微量稀土改善了晶界结合状态，进一步提高了高铬铸铁的性能，尤其提高了耐磨性及多冲剥落的抗力，过量加入稀土将严重恶化高铬铸铁各种性能。