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。     

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.     

铬—钼—铜马氏体白口铸铁的试验研究

本文介绍了一种可以代替镍硬铸铁的新抗磨合金——铬—钼—铜马氏体白口铸铁。研究了铸态和热处理态的组织和性能,探讨了含碳量及钼、锰合金元素含量对组织和性能的影响。着重研究了在热处理过程中二次碳化物的析出和溶入规律及淬火加热温度对组织和性能的影响;并拟订了合适的淬火工艺规范。对铬钼铜马氏体白口铸铁的软化退火工艺及切削加工性能亦进行了探索。同时在试验室条件下,对抗磨粒磨损的耐磨性进行了试验研究,并与高铬白口铸铁、镍硬铸铁及普通白口铸铁进行了对比。根据试验研究结果,试制了LM10/750平盘磨煤机辊套,正在电厂生产实践中进行运转考验。     

高碳钢与球墨铸铁的两体磨粒磨损和基体显微组织的特性关系

基体组织对材料的性能有重要影响．本文以高锰钢、高碳低铬钢（ＧＣｒ１５）、球墨铸铁为试验材料，研究了不同热处理条件下获得的非平衡基体组织试样的碳化硅两体磨损特性．结果表明，在所试验的马氏体、马氏体十残余奥氏体、单相奥氏体以及贝氏体＋马氏体＋奥氏体复合基体中，以淬火马氏体最耐磨，贝氏体复合组织的耐磨性仅与高锰钢单相奥氏体相当．适当地增加残余奥氏体含量．即提高淬火温度可提高马氏体基体组织的耐磨性．     

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.     

奥氏体基体和马氏体基体高铬铸铁的冲蚀磨损特性

本文模拟抛丸机叶片使用工况,采用玻璃砂和少量石英砂混和磨料,考察了奥氏体基体和马氏体基体高铬铸铁在不同冲击角度下的冲蚀磨损特性。结果认为无论马氏体基体还是奥氏体基体,高角度冲击下的耐磨性都低于低角度冲击;无论冲击角度高低,马氏体基体耐磨性都高于奥氏体基体;奥氏体基体对碳化物的支撑不如马氏体基体,造成碳化物在深层范围内的碎裂。     

轧辊材质热疲劳行为的研究

合金白口铸铁在以热轧辊为代表的热疲劳磨损条件下应用已２０年,但只发挥了其优良的耐磨性,对其主要失效形式和热疲劳行为了解甚少,本文对常用合金白口 铁的热疲劳抗力和热循环作用下的机械地反复试验和研究,证实了材料的热疲劳寿命主要取决于断裂的扩展速度。     

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.     

在不同磨料磨损条件下高铬铸铁磨损过程的研讨

通过改变高铬铸铁中的碳含量,而保持其它组分基本不变,得到M_7C_3型碳化物含量在9～42%之间的一系列合金.对每一种合金进行四种不同的热处理,从而使其具有四种不同的基体组织. 在ML-10磨料磨损试验机(二体磨损试验)和自制的自由磨料磨损试验机(三体磨损试验)上,用三种不同硬度的磨料(SiC、Al_2O_3和石榴子石)对这一系列合金进行磨损试验.并利用各种微观观察方法,分析和讨论了高铬铸铁中的两个主要组成相——(Cr,Fe)_7C_3型碳化物和基体在磨损过程中的作用,及其破损失效方式.结果指出:在不同的磨损系统中及在不同硬度的磨料下,合金组成相的破损是不同的,热处理状态强烈地影响了合金的耐磨性和组织破损形式,从而为在实际零件中选择高铬铸铁的成份和热处理提供了一定的依据.     

TC4合金氩弧熔覆TiN复合涂层的组织及耐磨性

为提高钛合金表面性能,以TiN粉和Ti粉为原料,利用氩弧熔覆技术,在TC4合金表面成功制备出TiN增强Ti基复合涂层。采用扫描电镜、X射线衍射仪分析了熔覆涂层的显微组织和物相组成;利用显微硬度仪、摩擦磨损试验机测试了复合涂层的显微硬度和室温干滑动磨损条件下的耐磨性能。结果表明:氩弧熔覆涂层组织均匀致密,熔覆层与基体呈冶金结合,熔覆涂层主要由TiN棒状树枝晶和TiN颗粒组成,复合涂层明显改善了TC4合金的表面硬度,涂层的最高显微硬度可达9.5 GPa;复合涂层在室温干滑动磨损实验条件下具有优异的耐磨性,磨损机制主要是磨粒磨损,其耐磨性较TC4合金基体提高近9倍。     

Fe-C-Cr-Mn系亚稳奥氏体基铸造合金的耐磨性研究

采用ＭＭ２００磨损试验机、Ｘ射线衍射仪、扫描电镜、透射电子显微镜等研究了Ｆｅ－Ｃ－Ｃｒ－Ｍｎ等亚稳奥氏体基铸造合金的耐磨性、结果表明：在摩擦损过程中,表层亚稳奥氏体应力诱发大量的位错,层错和α马氏体相变,并且它们与奥氏体组织有很好的强韧性匹配。从亚表层到磨损表面方向的硬度逐渐增加,具有梯度分布特征,使材料耐磨性大大提高,优越于２５Ｃ马氏体基白口铸铁。     

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.     

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．     

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。     

多元低合金对高铬锰白口铸铁组织和性能的影响

该文利用正交设计试验探讨了Nb、V、Cu在高铬锰白口铸铁中的合金化作用和稀土硅铁的变质作用,结果表明,合金元素能够细化晶粒,改善碳化物的形貌和分布,提高力学性能和耐磨性,确定了多元低合金高铬锰白口铸铁的最佳成分和热处理工艺。     

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.     

离心铸造对白口铁抗冲击磨损性能的影响

通过冲击磨损试验研究了离心铸造白口铁与重力金属型铸造白口铁的抗冲击磨损性能。结果表明，离心铸造白口铁的抗冲击磨损性能高于金属铸造的白口铁，并且在高冲击功条件下尤为显著。