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。     

石墨化过程中元素铁对PAN基碳纤维成分及结构的影响

运用EA、Raman和XRD等方法分别研究了PAN基碳纤维石墨化过程中非结构型成分铁对碳纤维中C、N、H等结构型成分、化学结构和聚集态结构的影响,探讨了碳纤维成分变化与结构演变的关联关系。研究表明,元素铁对碳纤维中N元素的逸出具有较强的催化作用,碳纤维中C元素含量由于N元素被催化脱除而提高的更快;元素铁催化脱氮减少了碳纤维结构重排中的能耗,从而有利于碳纤维中的乱层结构碳向石墨结构碳的转变;同时,元素铁促进石墨片层基面宽度（L_a）增长;由于N元素沿纤维径向地逸出,元素铁催化脱氮产生的气胀作用力阻碍石墨片层的堆叠,因此铁对石墨片层层间距（d₀₀₂）几无影响,层间距的发展主要体现温度效应。     

应用金相求积仪分析钢锭模金相和寿命的关系

应用定量金相求积仪和按钮计数器分析水冷钢锭模金相与使用寿命的关系.试验表明:粗、细珠光体的相对含量及铁素体含量对寿命影响不大;粗、细石墨含量之差与石墨总量之比愈高则寿命念长;磷共晶含量大于0.1％时寿命则少于40次.     

几种碳素材料的特性及在模铸保护渣中的作用

本文首先研究了保护渣常用的碳素材料—石墨、酸化石墨、炭化稻壳、炭黑的显微结构及燃烧、膨胀等特性。然后研究了配入不同碳素材料的模铸保护渣在膨胀、保温、熔化速度、对钢液增碳等性质上的差异。研究发现,模铸保护渣的上述性质与碳素材料的结构有密切的关系;采用酸化石墨和炭化稻壳或酸化石墨和石墨的复合配炭的模铸保护渣,具有较好的铺展性及膨胀保温性,液渣层形成快、可获得表面质量良好的钢锭。     

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。     

球墨电子显微图像分形及应用

本文基于离散分形布朗增量随机场(DFBIR场),提出了一种适于球状石墨表面微观形貌定量分析的广义分形模型,研究了此模型的特点及其计算方法,并借助S600数字图像处理系统对球墨二次电子像进行了定量研究.提出了球墨表面形貌的FD分析技术,并在此基础上研究了Sb-Mg球墨铸铁中球墨表面的FD特征、Bi对球墨表面形貌和球墨铸铁机械性能的影响及其“时序效应”特点,以及球化剂中的RE/Mg比值与球墨表面形貌和球墨铸铁多次冲击韧性之间的定量关系.     

灰铁件表面层石墨球化工艺的比较与选择

使用稀土基涂料和稀土镁基涂料实现了灰铸铁件表面层石墨的球化, 在原铁水不同的碳当量和含硫量的情况下, 分析和比较了使用不同涂料处理的灰铸铁表面层的石墨形态和基体组织的变化规律, 以及结晶凝固冷却曲线.     

高炉炉缸凝铁层物相分析

在高炉炉缸破损调研的基础上对高炉炉缸耐火材料热面凝铁层进行取样,利用扫描电子显微镜、物相分析等分析手段揭示了凝铁层的物相组成,并运用Thermol-calc热力学计算软件结合TCFE8数据库对铁水中石墨碳的析出温度及析出相分数进行了计算,最后揭示了炉缸凝铁层物相的形成机理.结果表明,高炉炉缸凝铁层主要由Fe相和石墨碳相交替分布组成,铁水成分对石墨碳析出温度影响较大,石墨碳析出温度远高于铁水凝固温度,铁水中C、Si元素含量对石墨碳析出相分数影响较大,而石墨碳析出相可增大铁水黏度11.9%.凝铁层中石墨碳的析出主要是由于Fe-耐火材料界面温度低于石墨碳析出温度,使得铁水中C不断向耐火材料热面迁移,进而形成Fe-C交替的分层结构.     

高碳变质铸铁中石墨漂浮缺陷的防止

高炉铁液经变质处理后,原生铁中粗大片状石墨成为球状或蠕团状,从而使其抗拉强度由约10kg/mm~2提高至35～63kg/mm~2,但变质高炉铁液直接用于生产遇到的首要障碍是由于生铁含碳量高(4.0～4.8％)所引起的石墨漂浮缺陷。本文从分析铸铁凝固特点出发,对高碳变质铸铁中石墨漂浮的形成机理提出了新的看法,并通过工艺试验提出了防止措施。     

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...     

Coupling and feedback between iron and sulphur in air-sea exchange

Iron in surface seawater has been demonstrated to be the limiting nutrient factor for primary productivity in certain oceanic regions where other major nutrients are abundant[1—5]. The available Fe to the phytoplankton in seawater is related to the uptake of carbon dioxide through the ocean and, in turn, to the global greenhouse effect[6—11]. Recent reports showed that the available Fe in the seawater is closely correlative to nitrogen fixation in the ocean[12—17]. Understanding which Fe s…     

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。     

透气塞吹氮处理对过共晶铸铁石墨形态和石墨漂浮的影响

本文研究了用不同孔径透气塞吹氮处理高炉铁水及过共晶重熔铁水对铸铁石墨和 性能的影响．研究结果表明用工业透气塞吹氮处理能显著减少石墨漂浮；不同孔径的 透气塞吹氮处理对过共品铸铣的石墨形态有不同程度的影响，经过吹氮处理，片状石 墨变成了点状、团片伏、球状石墨．从而显著地提高机械性能。此项研究结果为高炉 铁水直接浇注捉洪一种新的工艺方法。     

电解铝用阳极钢爪浸蘸石墨模式的新探索

针对电解铝用阳极钢爪浸蘸石墨传统模式存在的不足,进行分析、探索和改进,研发了新的模式,解决了石墨粉不能均匀涂在钢爪表面的问题,对降低磷铁压降、利于钢爪与磷铁分离以及保护钢爪不受铁水侵蚀起到非常重要的作用.     

激冷铸铁凸轮轴D型石墨的成因与控制

介绍了D型石墨的发展历程,分析了激冷铸铁凸轮轴D型石墨形成条件,并通过试验的方法来寻找和确定影响北京现代轿车α系列激冷铸铁凸轮轴轴颈出现D型石墨的因素.在生产激冷铸铁凸轮轴过程中,要将D型石墨控制在一定范围内,否则会降低凸轮轴的强度和机械加工性能.通过控制合金元素、铁液的过热保温时间、过热温度、浇注时间、浇注速度、铁液的孕育处理、孕育剂的选择、冷铁的尺寸等因素,来控制凸轮轴的轴颈处的D型石墨在10%以内.     

添加晶种与硫碱对熟料矿物形成的影响

研究了添加晶种与硫碱含量对熟料矿物形成的相互作用。研究结果表明，在不同的条件下硫与碱对熟料矿物的形成显示不同的主导作用。过高的硫或碱含量均对阿利特形成不利。在减低硫高的情况下，添加晶种是有利的，可增加阿利特含量，并使阿利特尺寸不至过大；在碱高硫低的情况下，添加晶种对阿利特的形成没有什么好作用。添加晶种的主要作用是降低成核势能，提高成核速度，而其中的硅酸盐相起主要作用，中间相起强化作用。     

铸造充型过程初始温度场的数值模拟及实验研究

对铸造充型过程进行数值模拟是铸造计算机辅助工艺设计的重要内容之一。对铸件充型过程的流场温度场变化及初始温度分布进行了数值模拟研究。在计算方法改进方面，以二维ＶＯＦ方法为基础，提出了一种简单实用的三维自由表面处理技术。用显式热焓法求解能量方程，显著缩短了计算时间。为验证这些计算方法，以灰铸铁试件为例，对其初始温度场进行了重复测试。模拟结果与实测结果吻合较好。     

砂型高强度D型石墨铸铁的研制

本文研究了D型石墨组织的形成条件,以及碳、硅和锰等含量与D型石墨铸铁机械强度之间的关系。采用普通工业原材料,用包内孕育的方法能在砂型中生产D型石墨铸铁,该工艺过程简单、稳定。近共晶D型石墨铸铁不仅有较高的机械强度,而且有良好铸造性能、致密的组织、白口倾向极小和加工性能好等优点。所以高强度砂型铸造D型石墨铸铁是一种很有实用价值和发展前途的新颖铸造合金材料。     

球墨铸铁预处理对表面激光重熔层开裂倾向的影响

对球墨铸铁表面激光重熔过程中的重熔层开裂倾向及影响因素进行了详细的研究,通过对基体分别进行正火、淬火 回火后进行激光表面重熔的对比试验,考察了在相同的激光重熔工艺参数条件下进行表面重熔处理,发现球铁激光重熔处理前的预处理工艺对重熔过程中的重熔层开裂倾向影响很大。试验结果表明,预处理可以改变激光重熔时热影响区的大小、相变产物的显微组织形态,从而导致对重熔层相变应力的分布与大小,进而影响到激光重熔层的开裂倾向。为制定球铁激光重熔预处理的最佳工艺规范提供依据。     

生铁中微量元素对蠕虫状石墨形貌影响的分析

通过扫描电镜对富含Sn、As、Ti、Pb等微量元素生铁制取蠕墨铸铁的蠕虫状石墨形貌进行观察,分析了这些石墨的形态及变异石墨的具体形貌,从中比较不同微量元素含量对变异石墨形貌的影响.试验选取REMgCaA l合金作蠕化剂处理该蠕墨铸铁.结果表明,合适的蠕化剂加入能有效改善微量元素对石墨形貌的影响.