稀土对高铬白口铁韧性的影响

本文主要研究了稀土对高铬白口铁（Ｃｒ１３）韧性的影响．研究结果表明，稀土对高铬白口铁作用显著，能细化白口铁晶粒；改善碳化物形貌及分布，从而使高铬白口铁韧性大幅度提高。     

热处理工艺对中铬白口铁性能的影响

本文就热处理工艺对经孕育变质处理的中铬白口铁性能的影响进行了研究,发现二阶段热处理可使碳化物进一步孤立,细化。明显提高了白口铁的韧性,但对硬度影响不大。     

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。     

离心铸造对白口铁组织与性能的影响

通过对比的方式,研究了以同一种合金由离心铸造与静力金属型铸造所生产的两种白口铁的组织与性能。研究发现,离心铸造白口铁的碳化物呈板块状,基体组织为等轴晶,且屈氏体进一步细化;离心铸造白口铁的韧性与硬度均高于静力金属型铸造白口铁,其中韧性有显著提高。     

稀土锰铜铬钼白口铸铁材料研制及其在分级机衬铁上的应用

本成果是将北京钢院研究成功的稀土锰铜铬钼白口铁在合金成份上稍加调整,在峨口铁矿用于制造洗选分离高硬度铁矿石矿浆的2.4×14.05m沉没式双螺旋分级机衬铁。这在国内是创举。 新型抗磨白口铁是根据综合使用几种合金元素可以最为经济有效地提高钢铁淬透性,获得马氏体组织的原理,采用锰为主加元素并辅加少量铬铜钼,既立足于国内资源,又有充分市场供应,而且材料成本低。另外推广应用我国富有的稀土进行白口铸铁的变质处理,改变其组织中碳化物形貌,使白口铁具有更高的韧性,方法简便,效果显著。铸铁的各项性能指标在低温应力解除退火后,即可以达到国外镍硬白口铸铁的水     

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。     

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。     

15Cr系亚共晶高铬铸铁的烧结制备与性能研究

研究了15Cr系亚共晶高铬铸铁超固相线液相烧结的制备工艺,利用光学显微镜和扫描电镜对合金的微观组织及冲击试样断口进行了观察和分析,探讨了烧结温度对高铬铸铁组织和力学性能的影响;并采用计算机定量分析金相组织,确定了组织与性能的相关性.研究结果表明,超固相线液相烧结制备的15Cr系亚共晶高铬铸铁相对致密度达99%以上.与普通铸造高铬铸铁相比,烧结制品碳化物外形圆润,呈短杆状均匀分布.随烧结温度的升高,基体晶粒和碳化物逐渐长大,合金力学性能呈现先升后降的规律;1 210℃×1.5 h烧结制品的冲击韧性和抗弯强度达到最大值11.3 J/cm2和2 506.8 MPa.试样的冲击断裂为准解理断裂机制,韧性较普通铸造试样大幅提高.烧结温度主要通过影响试样组织中碳化物数量、分布、形态以及尺寸,来影响合金力学性能.碳化物体积分数是影响高铬铸铁硬度的主要因素.     

热处理对WC-钢复合材料强韧性的影响

本文研究了GJW50WC-钢复合材料(配料成分重量％:WC50、C 0.25、Cr 0.50、Mo 0.25、Fe余量)不同热处理状态下的性能、组织及断口。结果表明:高温淬火、等温淬火均能提高其强韧性,回火温度亦对强韧性产生一定影响。影响WC-钢复合材料强韧性的微观因素除了WC颗粒的数量、形状、大小及分布外,还有残余奥氏体量;未溶碳化物质点的数量及大小;回火及等温组织中析出碳化物的形状、大小及分布;马氏体、贝氏体及铁素体的强度和塑性。不能通过热处理大幅度提高此类材料的强韧性。此外,由于WC与基体的相互溶解,也不利于获得强韧的组织状态。     

稀土元素对含铬白口铸铁中共晶碳化物生长的影响

文中研制了一套高温度梯度的区域熔化定向凝固装置,能在工业用共晶成份的含铬白口铸铁试样中,得到平整的液—固界面;并由于在液态保持的时间较短,故可保留稀土变质处理的效果.使用这种装置研究了低铬(4%Cr)白口铸铁和高铬(20%Cr)白口铸铁中共晶碳化物的生长,以及稀土元素的存在对其造成的影响.在低铬白口铸铁中,随着稀土元素的加入,使共晶凝固时的领先相由基本上是碳化物变为基本上是奥氏体,并由于生长过程中,奥氏体在碳化物前端相互搭桥,使许多板状碳化物转变成板条状和杆状,稀土元素含量愈高,转变的份额愈多;高铬铸铁的共晶凝固与低铬铸铁不同,即使在不含稀土元素的情况下,亦主要是奥氏体为领先相,加入稀土元素对共晶生长时的领先相及碳化物的形貌没有明显的影响.     

高铬白口铸铁抗磨粒磨损耐磨性与断裂韧性的研究

本文研究了两种基体组织状态及碳化物体积分数对高铬白口铸铁抗磨粒磨损耐磨性、断裂韧性K_(IC)、K_(Id)及亚临界裂纹扩展速率da/dN的影响。结果表明:高铬白口铸铁耐磨性与磨损系统有关;而其断裂韧性及亚临界裂纹扩展速率与基体组织状态、碳化物体积分数及其形态与分布有关。综合研究结果,从高铬白口铸铁耐磨性与断裂韧性最优化角度考虑,如果用软磨料,宜选用马氏体基体;采用硬磨料,则宜选用奥氏体基体。     

锰白口铸铁的磨粒磨损特性研究

本工作研究了一系列锰合金白口铸铁的磨粒磨损,用湿砂橡胶轮磨粒磨损试验机进行低应力磨粒磨损试验,从合金的化学成分、硬度、渗碳体碳化物体积分量和动态断裂韧性的角度分析了锰白口铸铁的磨粒磨损特性,用扫描电镜观察分析了试样的磨损表面,探讨了磨损机理。研究结果还给出了对于耐磨锰合金自口铸铁的适宜的锰、碳、硅含量。     

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.     

铬系白口铸铁的磨损与断裂特性

将铬系白口铸铁的共晶碳化物量保持在20%到25%,改变铬碳比,考察这些材料的磨料磨损性和断裂韧性.发现碳化物是抵抗磨损的重要参量,在碳化物对基体能够提供保护时,基体状态才起显著作用,从而影响材料整体的抗磨性;铬碳比的提高,有利于增加抗磨材料的服役寿命.     

S.D.球化剂对铸态锰白口铸铁碳化物团球化作用的研究(一)

团球状碳化物是白口铸铁组织中较好的碳化物形态，而铸态团球化处理工艺是最简便的处理 工艺。本文讨论了一种新型球化剂──Ｓ．Ｄ．球化剂对低碳中锰白口铸铁碳化物团球化处理的作用。 通过对显微组织的观察以及通过Ｘ光衍射对基体奥氏体含量的测定表明，当Ｓ．Ｄ．球化剂加入量为 ４％时，碳化物团球化效果最好；而合金锰含量为８．５－９．５ ％即可获得单相的奥氏体基体组织。此 时，合金材料既抗磨又富有韧性，ａＫ值达６．６１ｋｇ－ｍ／ｃｍ２．     

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.     

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.     

硬质合金/高铬铸铁基复合材料的界面特性及磨损性能研究

以WC-Co硬质合金棒为增强体,采用消失模镶铸工艺制备了硬质合金/高铬铸铁基表层耐磨复合材料,并对其界面微观组织和三体磨料磨损性能进行了研究.通过对界面微观组织的观察发现,由于硬质合金表层的熔解和W、C、Co、Fe、Cr等合金元素的扩散,硬质合金与高铬铸铁界面出现了厚度约为800μm的过渡层,在过渡层中生成了含有W、Co、Fe和Cr元素的碳化物,确保了增强体和基体之间为良好的冶金结合.三体磨料磨损试验结果表明,复合材料的耐磨性是高铬铸铁(热处理态和铸态)的6～8倍,这是因为增强体的高硬度及其与基体间的良好冶金结合,使得复合材料在磨损过程中,增强体对基体起到了有效的保护作用,从而表现出优异的耐磨性能.