倾斜板参数对亚共晶高铬铸铁半固态组织的影响

采用倾斜板冷却体法对亚共晶高铬铸铁进行半固态成形,主要研究倾斜板参数对亚共晶高铬铸铁半固态组织的影响规律.研究表明:采用倾斜板冷却体法制备的组织与未经倾斜板冷却体制备的组织相比圆整度较高、尺寸较小;倾斜板角度、长度、凹槽半径对亚共晶高铬铸铁初生奥氏体的形貌影响均很明显.随着倾斜板角度的增大、长度的增加,初生奥氏体的圆整度先提高后降低,尺寸先减小后增大.大凹槽半径的倾斜板制备的初生奥氏体较小凹槽半径倾斜板制备的初生奥氏体圆整、尺寸细小.     

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.     

碳化物的位向及尺寸对高铬铸铁耐磨性的影响

本文对成分为3.56%C及16.2%Cr的共晶高铬铸铁采用定向凝固的方法,获得了碳化物呈不同粗细的纤维状定向排列的试样。对它们进行了湿砂橡胶轮磨损、三体磨损、冲蚀磨损及冲击韧性试验,并以砂型铸造的试样作为对比。结果表明:在碳化物数量、碳化物类型及基体组织均保持恒定的条件下,碳化物垂直于磨损面定向排列时,耐磨性最高,尤其是在软磨料低角度冲蚀磨损的情况下,其耐磨性比砂型铸造试样的高156%。至于碳化物的粗细与耐磨性的关系与磨损条件有关,并不都是碳化物愈细耐磨性愈好。当碳化物纤维尺寸相同时,冲击方向与纤维相平行时的冲击韧性与砂型铸造的十分接近。     

烧结亚共晶高铬铸铁制备及其显微组织与性能

以水雾化高铬铸铁粉末为原料,通过压制/烧结工艺制备了一种亚共晶高铬铸铁(SHCCI),对其显微组织、物理力学性能和冲击磨粒磨损工况下的耐磨性能开展了系统的观察、分析与检测,并与成分相近的传统铸造高铬铸铁(CHCCI)进行了对比研究.试验结果表明,通过超固相线液相烧结可以制备出密度达到7.44g/cm~3的亚共晶高铬铸铁,其Cr_7C_3型碳化物呈细小短杆状,沿晶界均匀地分布在由马氏体和奥氏体混合组成的基体中;烧结态高铬铸铁的硬度为HRC58,抗弯强度为2 122MPa,冲击韧性达到6.5J/cm~2(无缺口试样尺寸为5mm×5mm×50mm);与铸造高铬铸铁相比,由于碳化物形貌、大小和分布均匀性的明显改善,以及基体中有更多的马氏体,烧结高铬铸铁在各种冲击载荷下均展现出明显的抗磨粒磨损性能优势,是一种十分优异的耐磨材料.     

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.     

过共晶超高铬铸铁合金的组织与性能

研究了过共晶超高铬铸铁的组织和热处理工艺对其性能的影响,过共晶超高铬铸铁的铸态组织由初生碳化物M7C3 共晶(M7C3 M23C6) 马氏体 残余奥氏体组成,其中初生碳化物(M7C3)为六方形长秆状.在1050℃淬火的条件下,低温回火时,材料的硬度、冲击韧性的变化不大,回火温度提高到450℃后,材料的硬度显著升高,相应的冲击韧性下降;回火温度继续上升,材料的硬度下降,冲击韧性升高.     

热处理工艺对高铬铸铁组织与性能的影响

高铬铸铁被认为是抗磨性能最好的且具有较好韧性的材料,因此在国外这种铸铁的应用十分广泛.铬能改变共晶碳化物的类型,改善碳化物形态,增加硬度,使铸铁韧性及耐磨性提高.为使高铬铸铁具有优越的性能,设计制订了合理的热处理工艺,并试验研究热处理工艺与成分、冷却速度与组织、硬度和冲击韧性之间的关系,在理论上给予一定的分析.     

中铬铸铁的研制

本文研制了一种不含镍的中铬铸铁以代替镍硬Ⅳ型铸铁,并研究其成分、组织与机械性能之间的关系.研究结果表明:在中铬铸铁中可加入适量的铜、锰代替镍,以提高淬透性;但同时使残余奥氏体量增加.合适的铜量需视壁厚而定.加入适量的铝进行炉前孕育处理,细化了碳化物,导致机械性能的提高.合适的热处理工艺使中铬铸铁得到良好的综合机械性能.研制结果表明:中铬铸铁在常规机械性能及抗磨粒磨损耐磨性上己接近或迟到镍硬Ⅳ型铸铁水平,生产成本大幅度降低.但淬透性仍低于镍硬Ⅳ型铸铁.有待进一步研究与提高.     

Fe-C-Cr合金三相共晶与四相包共晶反应对铬系白口铸铁组织的影响

以Fe-C-Cr三元合金相图分析了不同成分的铬系白口铸铁的凝固过程,阐述了三相共晶及四相包共晶反应对其微观组织的影响.通过试验对比,提出了合金元素对铬系白口铸铁微观组织的影响主要是通过对其三相共晶及四相包共晶反应过程的影响而产生.     

铬系白口铸铁中碳化物的电化学行为研究

为研究铬系白口铸铁在腐蚀介质中的相间腐蚀机理及铬系白口铸铁中碳化物的电化学行为,配制了３种典型铬系白口铸铁,应用改进了的提取相表面富集法制备了碳化物试样,测定了共晶碳化物的腐蚀速度及其电化学行为。试验结果表明：铬系白口铸铁中共晶碳化物的极化曲线既没有活化区,也没有过钝化区,一直处于自钝化状态;Ｍ７Ｃ３型碳化物比Ｍ３Ｃ型碳化物更耐蚀,更稳定。     

高铬铸铁在泥浆泵叶轮上的应用

首先对高铬铸铁泥浆泵叶轮的铸造工艺和热处理工艺进行了研究，并对其耐磨性和冲击韧性进行了试验测试，从化学成分、显微组织和机构性能等方面分析了用高铬铸铁制造泥浆泵叶轮的可行性     

热处理对高铬铸铁组织和性能的影响

研究了不同热处理状态下高铬白口铸铁显微组织,探讨了热处理对高铬铸铁冲击韧性和硬度的影响,并确定了组织与性能的相关性。分别采用金相显微镜观察热处理后高铬铸铁显微组织,洛氏硬度计测定高铬铸铁的硬度,冲击试验机测定冲击韧性。结果表明：高铬铸铁随着淬火温度的升高,硬度先升后降,冲击韧性则相反。在1 000℃淬火空冷,并在400℃回火时,材料可以获得良好的综合力学性能。     

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.     

硼铬合金铸铁磨辊的研制

采用正交试验法探讨了硼、铬、铜和磷诸元素对白口铸铁冲击韧性、硬度和耐磨性的影响。在此基础上研制出一种硼铬低合金铸铁,用于面粉机磨辊生产,显著地提高了磨辊的耐磨性,延长了使用寿命。以硼、铬取代镍、钼合金还可使磨辊的生产成本有所降低。     

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.     

钒对中铬白口铸铁组织和性能的影响

研究了钒对中铬白口铸铁的组织与性能的影响.采用SEM与EDS对试样进行了组织与成分分析,并测定了试样的冲击韧性、硬度等力学性能.结果表明:随着V含量的增加,中铬白口铸铁的组织得到细化,冲击韧性得到改善;当V的加入量增加至4%(质量分数)时,基体上弥散分布大量VC颗粒,使得材料有潜在的良好的耐磨性能.     

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。     

高铬铸铁半固态成形工艺的研究进展

高铬铸铁具有优良的耐磨性,是最重要的耐磨材料之一,广泛应用于机械、冶金、采矿及矿产品加工等行业。近年来,半固态成形技术被专家们称为21世纪最有发展前景的近净成形技术,低熔点合金半固态成型技术已经成功应用于商业领域,但在高熔点材料的半固态成形技术仍处于实验研究或半工业性试验阶段。主要综述了高铬铸铁的半固态成形工艺、半固态浆料制备方法及对其后续工作的展望。     

延长辊轴筛筛片使用寿命的研究

对辊轴筛筛片的磨损原因进行了分析 ,并对提高筛片的使用寿命进行了实验 ,认为用具有亚共晶典型组织的白口铸铁制造筛片 ,能提高耐磨度 ,其使用寿命为灰口铸铁筛片的 3～ 4倍