稀土硅铁孕育处理对铬—钼—铜马氏体白口铸铁组织与性能的影响

本文研究了稀土硅铁孕育处理对Cr—Mo—Cu马氏体白口铸铁组织与性能的影响。研究结果表明:采用稀土硅铁进行炉前孕育处理,将会导致含硫量降低与含硅量增高,且使夹杂物数量增多;同时可使其共晶碳化物由连续网状分布转变为断续网状分布,由莱氏体形态转变为板条状,且使晶粒细化,但使索氏体量增多。同时表明:采用稀土硅铁孕育处理,对Cr—Mo—Cu马氏体白口铸铁的抗弯强度极限与硬度影响不大;对挠度稍有增加;但对冲击韧性与抗磨粒磨损耐磨性,如加入适量稀土硅铁孕育则有显著提高,此一适宜量约为1.0％左右,超过此一适宜量将导致冲击韧性与耐磨性的下降。     

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。     

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.     

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.     

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.     

铬系白口铸铁腐蚀磨损特性的研究

本文研究了共晶碳化物数量在20—25％范围内,含铬量由2—24％,铸态及热处理态的铬系白口铸铁在不同介质条件下的腐蚀磨损特性.研究结果表明:在强酸性介质中,腐蚀是导致腐蚀磨损失重量增大的主要因素,含铬量较高的奥氏体有较好的腐蚀磨损抗力,碳化物存在没有任何益处;在弱酸性介质中,腐蚀与磨损共同对腐蚀磨损失重量起作用,提高基体含铬量,保持适当数量碳化物将有效地提高其腐蚀磨损抗力;在中性及碱性介质中,磨损是主要影响因素,提高基体硬度有助于腐蚀磨损抗力的提高.合金元素铜可降低基体腐蚀速度,促进基体钝化,且有利于腐蚀磨损抗力的改善.本文研究结果为杂质泵过流部件的选材提供了依据.     

中碳钢马氏体中存在铁素体时的强度与韧性

本文研究了中碳结构钢(45Cr及60D)马氏体基体上存在不同数量、大小、形状及分布的铁素体对宏观综合机械性能的影响规律.试验结果表明:在马氏体基体上存在少量薄片状或细小分散状的铁素体时,其静强度、旋转弯曲疲劳强度仍保持在高强度水平下,而塑性与韧性特别是断裂韧性(K_(1c))却有较明显的提高. 本文通过对透射电子显微组织形态分析以及扫描电镜断口特征分析的基础上,初步讨论了马氏体基体中铁素体形态的微观韧化机制。     

介质酸根对高铬铸铁腐蚀磨损特性的影响

研究了五种常见的无机酸——磷酸、硫酸、硝酸、盐酸和氢氟酸作为介质酸根,在pH3～4与0.1N和1N的石英砂浆料中,对高铬铸铁腐蚀磨损特性的影响.结果指出:在相同介质条件下,酸根的不同对高铬铸铁的磨蚀速率有重要的影响.按照高铬铸铁磨蚀速率高低,介质酸根影响的次序依次为HCl(HF)→H_2SO_4(HNO_3)→H_3PO_4.而酸根浓度增大,不影响其次序.但酸根浓度的提高,磨蚀速率增大;在浓度大于0.1N的盐酸介质中,高铬铸铁磨蚀速率显著高于不锈钢.酸根对高铬铸铁磨蚀速率的影响与其对腐蚀速率的影响密切相关.     

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.