低铬白口铸铁的冲蚀磨损与断裂韧性

通过稀土硅铁合金炉前孕育和热处理工艺改善碳化物形态分布及基体组织的强韧性,从而获得性能较为优越的低铬白口铸铁,对其进行断裂韧性测定和较系统的冲蚀磨损试验.结果表明:孕育处理使碳化物由连续网状分布转变为断续网状分布,同时细化了晶粒,导致断裂韧性K_(IC)的提高;并改善其冲蚀抗力;且表现为磨料越硬效果越显著,说明磨料硬度对低铬白口铸铁冲蚀抗力有显著影响:当磨料为较软的玻璃砂时,冲蚀抗力随材料基体硬度的提高而提高;当磨料为硬的碳化硅时,冲蚀抗力随断裂韧性K_(IC)的提高而提高;当材料硬度相近时,则断裂韧性越高,越耐冲蚀.文中结合冲蚀断口的扫描电镜观察及残留奥氏体转变量的X射线测定对试验结果及冲蚀机理进行了分析讨论.     

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.     

低铬白口铸铁的冲击磨损耐磨性和断裂韧性

文中通过对不同基体硬度的低铬铸铁冲击磨损耐磨性和断裂韧性的研究,发现低铬铸铁的断裂韧性K_(1c)与基体硬度呈线性关系,基体硬度越高,K_(1c)越小.低铬铸铁冲击磨损形式在冲击能量不同时相异,在冲击能量为2.5J时,磨损以切削形式为主,冲击磨损耐磨性随硬度增加而增加,随断裂韧性增加而降低;冲击能量为4.5J时,磨损以塑变形式为主,冲击磨损耐磨性随硬度增加而降低,随断裂韧性增加而增加.     

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.     

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.     

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。     

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。     

铬系白口铸铁相间腐蚀机理的探讨

为了探讨铬系白口铸铁在腐蚀介质中的相间腐蚀机理,对试验合金应用定向凝固技术,采用提取相表面富集法制备了碳化物试样;依据电偶腐蚀原理,建立了亚共晶铬系白口铸铁相间腐蚀原电池模型;测定了试验合金组成物偶接前、后的腐蚀速度。试验结果表明：（1）亚共晶铬系白口铸铁相间腐蚀可分为主、次相同腐蚀原电池、主相间腐蚀速度是次相间腐蚀速度的2倍左右;(2) 随铬碳比的增加,试验合金组成组的腐蚀速度均显著下降,但共晶基体的腐蚀速度仍然是初生基体腐蚀速度的2倍左右;（3）碳化物与基体两相间的腐蚀电位差是相间腐蚀的驱动力,在此腐蚀过程中,高电位的碳化物被保护,低电位的基体被加速腐蚀,提高基体的腐蚀电位,不仅可以降低相同腐蚀速度,而且可以大幅度提高铬系白口铸铁的耐蚀性。     

低合金白口铸铁磨球的研制

结合现场条件，设计了合金成分，优化了工艺规程，以尽可能低的成本提高了耐磨性，经铁选厂试用，与现有同类低合金磨球相比，吨矿石球下降了１／３，经济效益显著。     

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.     

Cr、Si、Mn、Cu对中低铬白口铸铁抗磨蚀性能的影响

应用湿砂铸型浇注中低铬白口铸铁试样 ,用正交试验对它们的抗腐蚀磨损性进行了研究 .分析表明 :中低铬白口铸铁有较好的抗腐蚀磨损性 ,最佳成分配比浇注出的试样的抗腐蚀磨损性为正火态 2 0钢的 5倍 ;仅考虑抗腐蚀磨损性 ,随着铬含量的增加中低铬白口铸铁的抗腐蚀磨损性升高 ;硅的含量在 2 .0 %出现一峰值 ,锰和铜的含量以不超过1.0 %为佳 .     

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.     

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.     

Si3N4／铸铁在空气和水润滑下的摩擦学特性

在Ｍ－２００环－块磨损试验机上研究了空气、蒸馏水润滑条件下Ｓｉ３Ｎ４／灰铸铁、Ｓｉ３Ｎ４／低铬铸铁（ＤＴ）摩擦副的摩擦磨损，同时与Ｓｉ３Ｎ４／Ｔ８钢摩擦副进行对比，讨论了铸铁中石墨和碳化物对摩擦磨损的影响，结果表明：蒸溜水润滑下，Ｓｉ３Ｎ４／ＨＴ的摩擦系统非常小，Ｓｉ３Ｎ４与ＨＴ的磨损体积也最小，这是由摩擦时Ｓｉ３Ｎ４水解与形成石墨膜共同作用的；而空气润滑下，Ｓｉ３Ｎ４／ＨＴ的摩擦靡损就不具有这种