硼铸铁中硬化相的研究

加入微量的硼,铸铁具有产生第三硬化相显微组织的特点。本文对不同P、B含量的硼铸铁硬化相凝固形态的类型,以及影响硬化相类型的因素进行了探讨,提出硼铸铁因不同的P/B比值,具有三种不同凝固类型硬化相的显微组织,选用润滑磨料磨损试验得到具有第二类型硬化相显微组织的硼铸铁耐磨性最好的结论,并用金相染色法、电子探针、扫描电镜、能谱分析、X射线衍射等综合方法对不同类型硬化相进行了相分析。本文从铸铁凝固末期凝固特点的角度,分析了影响硬化相类型的因素井实验得到含0.05％B时P/B、孕育量和硬化相关系的组织图表。本研究的结论虽然是由φ20湿型试样实验所得的结果,但由于铸型冷却条件对硼铸铁凝固末期所产生硬化相的类型影响不大,故可作为不同生产条件下控制硼铸铁硬化相凝固形态类型的参考。     

高硼多组分铸铁的组织及相元素分布

这种新提出的新型铸铁的化学成分为在0.7C–5W–5Mo–5V–10Cr–2.5Ti (wt%)中分别添加1.6wt% B和2.7wt% B。这项工作的目的是研究硼的含量对合金的结构状态和阶段元素分布对耐磨结构成分的形成影响。结果表明,当B含量为1.6wt%时,合金由三种共晶组成:(a) “M₂(C,B)₅+铁素体”具有“汉字”形貌 (89.8vol%), (b) “M₇(CB)₃+奥氏体”具有“莲座”形貌,(c) “M₃C+奥氏体”具有“莱氏体”形貌 (2.7vol%)。当硼含量为2.7wt%时,基体硬度由HRC 31提高到HRC 38.5。组织中出现了平均显微硬度为HV 2797的初生碳化物M₂(C,B)₅,体积分数为17.6vol%。共晶体(a)和(b,c)的体积分数分别降低到71.2vol%和3.9vol%。基体为“铁素体/奥氏体” (1.6wt% B) 和“铁素体/珠光体”(2.7wt% B),两种铸铁均含有致密析出碳化物(Ti,M)C和碳硼化物(Ti,M)(C,В),体积分数为7.3%–7.5%。基于能量色散X射线能谱,给出了元素相的分布和相应的相公式。     

高铬铸铁中的碳化物研究

本文介绍了在铸态、预处理工艺以及预处理淬火工艺中锰钼高铬铸铁的组织和碳化物的形态；就预处理淬火工艺下二次碳化物的结构和成分进行了透射电镜分析；结果表明：预处理淬火工艺下，存在铬的M7C3型二次碳化物并呈弥散分布；对高铬铸铁的耐磨性产生积极的影响。     

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。     

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。     

高铬白口铸铁的组织与相结构研究

本文主要研究耐磨高铬白口铸铁的组织形貌与相结构问题。通过实验确定：比较 理想的合金主要化学组成为 Ｆｅ－１１．３％Ｃｒ－２．８８％Ｃ；经能谱、Ｘ射线及电子衍射 分析确认：该合金中的主要抗磨相为具有六方结构的（Ｃｒ．Ｆｅ，Ｍｏ）７Ｃ３型复合碳 化物、Ｈｖ１３００—１８００： 金相观测表明：该合金的显微组织形貌为：在强韧的回火马 氏体（或回火屈氏体）的连续基体上孤立匀称地分布着“菊花团伏”的高硬度共晶 碳化物（Ｃｒ，Ｆｅ，Ｍｏ）７Ｃ３。     

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.     

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。     

稀土硼共渗层相结构的研究

研究了粉末法在880度下保温2h稀土硼共渗的工业纯铁相结构，通过Moessbauer方法，金相方法和XRD方法获得了稀土元素对渗硼层相结构影的有关信息，渗剂中添入稀土可以明显提高了Fe2B相在渗层中的含量比例，抑制FeB相的形成，稀土添加愈多愈有利于Fe2B相的形成，但稀土添加到一定量时渗层深度随之减小，讨论了稀土对渗硼层相结构的影响及其作用机制。     

28Cr铸铁冲蚀磨损过程中碳化物及基体的作用机理

利用高速液/固双相流冲蚀磨损试验机模拟不同试验条件,对改性28Cr高铬铸铁进行了不同冲蚀速度下的抗冲蚀磨损性能研究,着重讨论了该材料奥氏体基体的形变强化机理.研究结果表明:改性28Cr高铬铸铁材料中的高硬度相碳化物发挥了优越的抗磨削作用,同时保护了基体;在34m/s和45m/s冲蚀速度下,后者的冲蚀磨损量及增加速度远大于前者的,同时相变马氏体的相对体积分数从试验前的16 3%分别增加到42 2%和73 6%,冲蚀磨损过程中亚表面变形层内基体产生的相变和位错密度增加等形变强化是该材料耐冲蚀性能优异的另一重要原因.     

掺硼金刚石中硼和石墨相含量对燃料电池阴极催化性能影响

掺硼金刚石是一种理想的燃料电池氧还原反应非金属催化剂阴极材料.报道了掺硼金刚石中硼含量以及sp~2杂化的石墨相含量与氧还原反应电位、电流密度之间的关系.研究结果表明,掺硼金刚石中一定含量的硼对催化氧还原反应活性有积极作用.随着硼含量的增加,氧还原反应电位无明显变化,反应活性先增大后减小,变化规律与催化位点和台阶原子密度两个因素有关.sp~2杂化石墨相有利于氧还原反应活性电位向正向移动.     

钢的渗硼层相结构及形成机理

本文采用X射线衍射方法得到渗硼层是由FeB,Fe_2B,M_3(C.B)所组成,FeB,Fe_2B呈针舌状;电子显微镜观察到M_3(C.B)是一些很小的颗粒散布在FeB和Fe_2B之中。 在X射线衍射和电镜观察基础上,提出了渗硼层形成机制。     

离子束增强沉积改性层中碳化物相的电镜研究

主要研究 Ｍ ２ 高速钢离子束增强沉积表面改性层中碳化物相的组织形态与相结 构的变化情况。结果表明，高能离子束可穿透表面氮化物涂层并注入基体，轰击其主 要碳化物相Ｍ６Ｃ，使其形成包括“嵌镶块”和“晶界结构特征花样”等亚结构组织和 缺陷。这为进一步研究其表面强化机制等提供了重要实验依据。     

锅炉用钢中碳化物的结构和数量

采用X-线相分析方法测定了电站锅炉用钢12Cr2MoWVTiB(102钢)在使用过程中碳化结构和数量的变化。结果是,MC型碳化物的数量基本保持不变。M_(23)C_6和M_6C型碳化物在使用初期数量增加,至8×10~4以后,数量的变化趋于稳定。     

硼铜蠕墨铸铁的性能研究

本文对含微量硼铜的蠕墨铸铁性能进行试验研究，并与合金铸铁性能对比分析，结果表明硼铜蠕墨铸铁具有高的耐磨性、耐热疲劳性和更好的综合性能。生产成本低，生产过程易控制，是具有实用价值的新型铸铁材料。     

硼铜蠕墨铸铁的性能研究

本文对含微量硼铜的蠕墨铸铁性能进行试验研究,并与合金铸铁性能对比分析。结果表明硼铜蠕墨铸铁具有高的耐麿性、耐热疲劳性和更好的综合性能。生产成本低,生产过程易控制,是具有实用价值的新生铸铁材料。     

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。     

磷硼蠕虫状石墨铸铁的研究

用正交试验法考察合金元素(磷、硼)和蠕化剂(稀土硅铁合金)对蠕虫状石墨铸铁机械性能和显微组织的影响,选定了最佳化学成分。对共晶团的大小、壁厚敏感性和蠕化衰退进行了检验。试验表明磷硼稀土蠕铁具有良好的综合性能,是制作糖机压榨辊的优良材料。