铁素体珠光体球铁强度和延伸率的计算细观力学分析

本文基于计算细观力学方法,用有限元网格模拟球铁细观结构,将搞拉强度判据和延伸率判据引入轴对称弹塑性大应变有限元程序,计算了在球墨体积百分数为12.566％、球化良好、分布均匀条件下。不同细观结构球铁的抗拉强度和延伸率。结果表明:(1)铁素体含量是影响铁素体球光体球铁抗拉强度的主要因素,其关系可用线性或双线性公式表示:(2)当球铁中铁素体含量在50％以上时,延伸率随铁素体含量增加而迅速增大;(3)当铁素体含量在50％以下时,延伸率主要由球光体组织性能控制,并受到铁素体分布形态的较大影响,以铁素体呈破碎状分布为优;(4)在一定尺寸范围内,球墨直径增大,将使铁素体球铁抗拉强度和延伸率提高;对球光体球铁,则使延伸率略为下降(小于1％),而抗拉强度提高。     

球墨铸铁疲劳裂纹的发生和发展

本文用线弹性断裂力学原理和方法研究稀土镁球墨铸铁的疲劳断裂问题.试验研究球墨铸铁为铁素体、珠光体以及珠光体加部分牛眼状铁素体等三种不同强度、塑性、韧性配合的基体组织.通过不同加载制度,不同缺口尖锐度试样的疲劳裂纹萌生期N_0、疲劳裂纹扩展速率da/dN、门槛值△K_(th)以及条件疲劳总寿命N_f的测定,得出主要看法为:球铁具有较高的△K_(th)值,随珠光体量增加△K_(?)下降,至80%珠光体后趋向稳定;疲劳裂纹孕育期的大小,在尖锐缺口时主要取决于塑性,较平缓缺口时主要取决于强度.疲劳裂纹扩展速率da/dN随塑性的增加而降低,低周疲劳,尖锐缺口试样,增加塑性有助于疲劳寿命的提高;高周疲劳,钝缺口试样,增加强度有助于疲劳寿命的提高.还通过电境断口分析,就球铁疲劳裂纹萌生、扩展的特征及其微观机制进行了简明的描述和解释.     

基于集成神经网络的球墨铸铁珠光体含量涡流无损智能测定

为了实现球墨铸铁珠光体含量的智能无损测定,制备了具有代表性的球墨铸铁试样并按珠光体粗细程度将其分为三类。首先在分析了影响球墨铸铁电磁性能的主要因素的基础上,同时采用涡流无损检测法与金相法对球墨铸铁珠光体含量进行了测定,对检测数据进行回归分析表明二种方法的测量结果很接近;然后采用集成神经网络处理涡流检测数据并对珠光体含量进行了预测,预测结果表明基于集成神经网络数据处理的涡流检测是一种快速智能识别球墨铸铁中珠光体含量的有效方法。     

高氮奥氏体不锈钢动态拉伸的SEM原位观察

利用动态拉伸台和SEM对两种高氮奥氏体不锈钢进行了动态拉件的微观形貌原位观察．实验表明滑移和孪生在高氮奥氏体中同时存在;随着形变量的增加,晶粒内部的滑移线加宽,逐步成为微裂纹;而晶界的结合力较强,没有观察到沿晶断裂;氮的加入会产生固溶强化和间隙强化,增大点阵滑移的阻力,从而降低奥氏体不锈钢的塑性．随着氮含量的增加,试样的延伸率降低．     

镁铝尖晶石对方镁石-复合尖晶石砖性能及抗V2O5侵蚀性的影响

以高纯镁砂、高铁镁砂、铁铝尖晶石砂、镁铝尖晶石为原料,于1600℃烧成制备了方镁石-复合尖晶石试样,研究不同镁铝尖晶石对试样性能的影响,采用SEM观察和分析了V2O5气氛侵蚀后试样的微观形貌。结果表明：添加75MA和90MA的试样,显气孔率随着尖晶石含量的增加先增加后降低;添加66MA的试样,显气孔率随着尖晶石含量增加而增加;添加三种尖晶石的试样,耐压强度、高温抗折强度均随着尖晶石含量增加而降低;添加12%75MA和90MA试样的热震稳定性好于添加66MA的试样;添加90MA的试样,尖晶石含量越高,试样的抗侵蚀性越好;添加66MA尖晶石的试样,尖晶石含量越高,试样的抗侵蚀性越差;当试样中MA含量相同时,Al2O3含量越高,试样的抗V2O5侵蚀性越好。     

珠光体对铁素体动态再结晶的影响

利用Gleeble 1500热模拟实验机进行单轴压缩实验,研究了工业纯铁和两种不同含碳量的低碳钢在700℃、不同应变速率条件下的热变形行为.实验结果表明,变形组织中的珠光体对铁素体动态再结晶行为具有重要影响,即增加钢中珠光体含量,可以促进铁素体动态再结晶过程的发生和发展,使得可以发生铁素体动态再结晶的应变速率范围变宽.     

过滤对铸态铁素体球墨铸铁组织与性能的影响

通过使用三种过滤器研究过滤对铸态铁素体基体球墨铸铁金相组织和机械性能的影响,发现铁液经过过滤:可使球墨铸铁的石墨球细化且圆整度提高,珠光体数量减少;抗拉强度基本不变而延伸率与常温和低温下的冲击值显著改善,延伸率疲劳比也提高.在不同的过滤器中,过滤效果越好,球墨铸铢的塑性与韧性提高越明显.泡沫陶瓷过滤器效果最佳;挤压成形网格式过滤器次之;芯形过滤器效果较差.     

锑球铁的机械性能与抗汽蚀性能关系的研究

本文主要探讨了锑球铁的机械性能与抗汽蚀性间的关系,认为锑球铁的抗汽蚀性与抗拉和抗弯强度有较好的对应关系。研究了Sb的加入引起球铁共晶过程及共析过程发生变化,以及加入Sb后产生的蠕墨现象,认为Sb提高球铁机械性能和抗汽蚀的原因主要是Sb细化了共晶团,细化和增加了珠光体含量,并有效地消除了牛眼状铁素体,降低了汽蚀裂纹的萌生数目和扩展自由程。     

含As、Sn、Pb、Ti球墨铸铁的热处理

探讨了１０种热处理工艺对含Ａｓ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｔｉ球墨铸铁试样抗拉强度及延伸率的影响．结果表明：含Ａｓ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｔｉ球墨铸铁采用低温部分奥氏体化正火处理,可以获得较佳的综合力学性能;高温退火有利于其综合力学性能的提高;在共析转变温度上、下波动加热－－冷却的珠光体球化处理是改善其韧性的有效措施．     

机械振动对电弧增材制造2319铝合金微观组织与机械性能的影响

为了解决电弧增材制造试样晶粒粗大、机械性能较差等问题,在电弧增材制造2319铝合金过程中施加机械振动,分析了机械振动频率和幅度对试样微观组织和机械性能的影响。结果显示：机械振动使熔池流动性提高,熔池更加铺展,层宽增加,层高降低;振动破碎了生长过程中的枝晶,使INZ晶粒尺寸减小14.49 μm,ITZ晶粒尺寸减小4.68 μm;枝晶间隙处的溶质元素含量降低,晶界析出相变得断续且细小,PLC效应间隔增加,材料延伸率显著提高;机械振动频率和机械振动幅度改变时纵向和横向延伸率分别提升了38.2%,15.7%和29.3%,52.5%,而强度变化并不显著。采用机械振动辅助电弧增材制造能够在不影响强度的前提下显著提高试样的塑性,可为机械振动在增材制造领域的广泛应用提供技术参考。     

烧结青铜石墨延伸率的研究

讨论了烧结青铜(90/10)石墨的延伸率及其结构特征,研究了影响延伸率的因素。实验结果表明:拉伸青铜石墨不出现缩颈,而在标距范围内出现许多裂纹,试样的伸长是塑性变形和裂纹叠加的结果;降低孔隙度,孔隙球化,粗化晶粒,使延伸率得到提高;用混合粉制得的青铜石墨材料,当石墨含量小于3wt%,孔隙度不大于18%时,延伸率可大于5%。     

低碳钢低温轧制工艺实验研究

在实验轧机上进行低碳钢的低温轧制实验,并利用力能参数模型对低碳钢低温轧制时轧机能力进行校核计算。实验结果表明,加热温度从1200℃降至1150℃时,低碳钢的微观组织都是铁素体和珠光体,晶粒直径减小了1.3μm;试样的屈服强度提高了9MPa,抗拉强度提高了6MPa,延伸率下降了1.5个百分点,力学性能仍符合标准要求。校核结果表明轧机设备能力能够满足低温轧制需要。     

激光烧结与等静压复合技术制造致密合金零件

通过机械混合Fe,C及环氧树脂粉末配制了选择性激光烧结(SLS)用复合材料,利用SLS方法制备了生坯.分别经过脱脂预烧、冷等静压(CIP)、高温烧结和热等静压(HIP)处理提高其致密度,进而改善其力学性能.并采用阿基米德定律、环境扫描电镜与万能拉伸试验机分别对HIP试样的致密度、微观组织与力学性能进行测试.结果表明:合金材料致密度达到97%左右,极限拉伸强度超过350 MPa,延伸率大于9%,经HIP处理后试样显微组织为粒状珠光体与铁素体.     

球墨铸铁的基体组织微细化热处理

研究了两种使球铁基体组织微细化的热处理方法。首先将试样于880℃正火一小时,使之具有片状珠光体组织。工艺一是在奥氏体区的下部反复奥氏体化及随后空冷。此工艺可使珠光体球化。工艺二是将试样快速加热至共析转变的上部温区、热后空冷。此工艺可获得晶粒直径为5～6μ的F+P的基体组织。 在共晶团附近区域富M_n贫Si,因而在其周围趋于保留粗大的珠光体。为使铸铁整个基体达到微细化,就必须保证基体各部分的转变温度大致相同,要达到这一点,除保证低的M_n量及几乎不含微量元素而外,铸铁必须进行高温长时间均匀化退火。     

航空轴承钢渗碳热处理组织演变行为研究

利用EPMA与XRD等实验方法对航空轴承钢在渗碳热处理过程中的微观组织演变行为进行定性及定量分析.结果表明:在渗碳淬火处理后,试样表层及次表层组织中有大量的碳化物及少量的残留奥氏体,其中碳化物为M₂₃C₆和M₆C.随着渗层深度的增加,碳化物含量减少,残留奥氏体含量增加.经过二次淬火处理后,奥氏体与马氏体中碳质量分数增加,使得淬火后残留奥氏体质量分数大幅度增加,在渗层0.1mm处达到22.7%.经过两次深冷与回火处理后,马氏体与奥氏体中碳质量分数降低,碳化物含量增加,渗层硬度提升.     

微观组织对高速车轮钢解理断裂应力的影响

利用不同奥氏体化温度和冷却速率对碳质量分数为0.54%高速车轮钢进行热处理,得到具有不同晶粒尺寸和珠光体片间距微观组织的试样.在-120~20℃温度下对具有不同微观组织的拉伸试样和三点弯曲(3PB)缺口试样进行测试;采用二维平面应变有限元计算三点弯曲缺口试样缺口前的应力分布;利用扫描电镜对3PB试样断口进行观察并测量解理起裂源的位置;测定不同微观组织车轮钢试样的解理断裂应力.在扩展控制断裂机制下,微观组织对车轮钢的解理断裂应力具有明显影响,晶粒尺寸和珠光体片间距越小解理断裂应力越高.细化晶粒使未扩展微裂纹的特征长度减小,细化珠光体片间距有助于提高珠光体的有效表面能,从而使得解理断裂应力提高.     

铸态高韧性球墨铸铁的研制和应用

对铸态直接获得高韧性球铁进行了研究。试验表明,在保证石墨球化良好的情况下,硅、锰含量是影响铁素体量和延伸率δ％的主要因素,δ％值随着硅的增加和锰的降低而相应地提高,在Si(2.90～3.20)％、Mn(0.15～0.40)％范围内,δ％值可达(19～21)％。这种铸态高韧性球铁成功地用于生产厚大断面和薄壁铸件。     

基于强化研磨轴承套圈表面化学成分分析

强化研磨是一种金属表面处理的新型精密加工工艺,文章采用对轴承套圈表面进行强化研磨加工工艺,通过X射线能谱仪对强化研磨加工前后试样表面化学元素组成成分及含量进行对比分析,得出经过表面强化研磨处理过的试样表面发生摩擦化学反应,元素种类增加,原子百分比含量发生相应变化,如B、N元素含量增加,这为研究强化研磨加工工艺能否在套圈表面形成含B、N化学物理膜层(B2O3、BN、硼酸酯铁、含氮有机物等)提供了相关实验依据.     

铁素体和珠光体含量影响变形过程的原位研究

在扫描电镜下原位观察了两种钢的拉伸变形过程,两种钢分别为以铁素体为主、含少量珠光体的纯净高强钢和以珠光体为主、含少量先共析铁素体的车轮钢.纯净钢拉伸时,不论试样厚度满足平面应变与否,均以铁素体的滑移变形为主,并最终导致韧性开裂,裂纹连续扩展,少量的珠光体对整个变形断裂过程几乎没有影响;断口呈现韧窝状.对于车轮钢,当试样厚度很薄不满足平面应变条件时,尽管先共析铁素体很少,拉伸时,仍以先共析铁素体的变形为先导过程,并在先共析铁素体与珠光体的界面处优先开裂,成为不连续微裂纹,断口呈现韧窝和准解理两种混合特征;当试样厚度满足平面应变条件时,则以珠光体中渗碳体片层的脆性开裂为主,断口呈现准解理特征.     

添加剂对硅砖性能与结构的影响

以硅石为主要原料,以氮化硅、碳化硅、金属硅和熔融石英为添加剂,其添加剂加入量分别为1%、3%、5%.采用石灰乳和铁鳞为矿化剂,试样成型压强为100 MPa,试样烧成温度为1400 ℃保温3 h.研究了不同添加剂及其含量时试样烧结性能、物相成分、显微结构及抗热震性能的影响.试验结果表明:随添加剂引入量的增加,线变化率与显气孔率呈现先下降转而上升的趋势,抗折强度、体积密度与热震残余强度先上升转而下降,真密度为逐步降低.引入不同含量的氮化硅,其热膨胀率均小于未加添加荆的对比试样.引入5%氮化硅的试样,其鳞石英含量高达80%,显微结构致密.