渗硼对球墨铸铁组织和耐磨性能的影响

为了提高球墨铸铁件的使用性能和使用寿命,对球墨铸铁进行了固体渗硼处理实验。利用金相显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射仪分析了渗硼层的厚度和渗硼层的组织,并测定了渗硼层的显微硬度,研究了渗硼对球墨铸铁耐磨性的影响。结果表明：球墨铸铁经渗硼处理后,其渗硼层由Fe2B单相组成,渗硼层呈齿状嵌入基体中。渗硼层的厚度随时间延长而增加。球墨铸铁经渗硼处理可获得较高的表面硬度,可达6.49 GPa。渗硼处理能明显改善球墨铸铁的耐磨性,是球墨铸铁的相对耐磨性的2.45倍。     

高钒合金铸铁的组织与耐磨性能

为了提高合金铸铁的耐磨性,通过成分设计、材料配比以及熔炼浇注等工艺,制备出含C质量分数为3.0%的高钒合金铸铁,并分析了高钒合金铸铁的组织与耐磨性能。利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对高钒合金铸铁的显微组织及物相进行分析,并对高钒合金铸铁的洛氏硬度、冲击韧性和耐磨性进行研究。结果表明:高钒合金铸铁的组成相主要为原位合成的VC硬质颗粒相、(Cr,Fe)7C3相以及Fe-Cr相,其平均洛氏硬度约为HRC64.2,平均冲击韧性为8.8 J/cm2,耐磨性是高铬铸铁的2倍左右,具有很好的耐磨性能。     

锡对灰铸铁组织性能及耐蚀性的影响

研究了锡对灰铸铁显微组织、机械性能及耐蚀性的影响.结果表明:适量的锡可改善灰铸铁的基体组织,提高其强度和硬度;在质量分数为98%的H2SO4介质中含锡铸铁的耐蚀性能明显优于普通灰铸铁;锡的最佳质量分数范围是0.085%～0.180%.     

应变速率对球墨铸铁和低铬白口铁塑性变形能力的影响

在高温扭转条件下，对比了球墨铸铁、低铬白口铁的变形能力。结果表明：在本实验条件下，0．25s^-1（50rpm）为合金球墨铸铁850℃、900℃、950℃的特征应变速率；球墨铸铁变形能力大于低铬白口铁，球墨铸铁临界剪切变形可达2．45（变形速率为0．25s^-1），低铬白口铁为0．75（变形速率为0．34s^-1）。试验结论对球墨铸铁的压力加工工艺制定有重要的参考作用。     

激光表面织构技术在球墨铸铁凸轮表面的应用试验研究

以某排放型单缸柴油机油泵凸轮为研究对象,对其表面进行激光微织构加工,通过发动机台架耐久性试验和表面磨损量检测考察织构化凸轮的耐磨性以及对发动机可靠性的影响,并论证球墨铸铁代替钢作为凸轮材料的可行性。研究结果表明:经过300 h全速全负荷的耐久性试验,球墨铸铁型激光微织构凸轮,其表面磨损量仅2 m左右,相对于非织构区域,激光加工区域附近的硬度明显提高,耐磨性能得到有效改善;同时样机的动力性能、排放性能以及经济性能都保持良好,未出现功率缺失等不良现象,验证了球墨铸铁型织构凸轮的可靠性。     

6BT高强度球铁曲轴试验与计算研究

将试验和有限元计算相结合，分析比较了东风康明斯6BT发动机由三种不同球铁型号材质所加工出的6BT曲轴的疲劳强度及安全系数，探讨不同的材质、不同的加工方法及强化工艺对6BT球铁曲轴性能的影响，为选择合适的球铁材料及提高6BT球铁曲轴的机械性能提供了依据。     

孕育处理对可锻铸铁低温石墨化能力的影响

考察了不同的孕育剂对可锻铸铁低温石墨化的影响 .通过研究发现可锻铸铁所用的孕育剂中有Si Fe存在 ,在 750℃～ 730℃左右、保温时间少于 2 7小时退火时 ,就能得到全铁素体基体的可锻铸铁 .在一般的砂型铸造过程中 ,以Si Fe Bi Al复合孕育效果最好 .扫描电镜分析表明 ,加Si Fe孕育后 ,由于Si分布的不均匀使得可锻铸铁的低温石墨化过程易于实现 .     

Mo和变质处理对高钒高速钢耐磨性的影响

为讨论Mo元素和变质处理对高钒高速钢耐磨性的影响,制备高钒钼高速钢.通过金相法、X射线衍射和摩擦磨损实验对高钒高速钢的显微组织、物相组成和耐磨性能进行分析.结果表明：热处理后的未变质高钒高速钢、变质高钒高速钢和变质高钒钼高速钢的组织主要由马氏体、Fe3C和V2C组成;Mo元素和变质处理使高钒高速钢的碳化物明显细化,大量颗粒状碳化物弥散分布;变质高钒钼高速钢在室温下干磨损60 min,失重量为0.0119 g.该研究为高钒高速钢的发展提供了理论依据.     

淬火回火工艺对高碳热磨片显微组织及耐磨性的影响

为了解决热磨片服役过程中出现的磨损失效问题,对高碳热磨片在淬火回火过程中的显微组织变化及耐磨性进行了研究。以高铬高碳铸铁为研究对象,利用金相显微镜、X射线衍射仪、硬度计、磨损试验机等对经过热处理后的样品进行组织观察和性能测试。实验结果表明：样品原始组织由初生(Cr,Fe)₇C₃、共晶(Cr,Fe)₇C₃、马氏体及奥氏体组成;低温回火时,碳化物变化不明显,基体为回火马氏体+奥氏体;随着回火温度的升高,碳化物逐渐增加,回火马氏体逐渐减少;当温度超过450 ℃时,回火马氏体消失,基体组织转变为铁素体+奥氏体;硬度随回火温度的升高呈现先略微减小、然后增大再减小的趋势,在450 ℃时硬度最高,为63.4HRC;与铸态相比,均匀分布的碳化物耐磨性提高了2.53倍。研究淬火回火工艺对高碳热磨片显微组织及耐磨性的影响,为提高高碳热磨片的耐磨性、延长其使用寿命提供了理论依据。     

感应重熔对高速轧机轴承热喷涂层微观组织性能的影响

为了改善高速轧机轴承热喷涂层的微观组织性能,采用感应重熔技术对GCr15轴承钢表面预制备的高能火焰喷涂Ni60A涂层进行感应重熔处理,并利用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计对感应重熔前后涂层的孔隙率、微观组织、显微硬度等进行对比研究,探讨感应重熔对涂层以及界面微观组织、显微硬度的影响.结果表明,高能火焰喷...     

合金元素对D型石墨灰铸铁抗氧化性的研究

研究应用地方生铁,通过加入铝、钛的方法,在砂型中成功地制取了D型石墨铸铁.试验表明,铝、钛合金元素能促进形成组织细而密的D型石墨,从而提高的铸铁抗氧化性.同时,随着铝、钛合金元素加入量增加,铸铁表面将形成致密氧化层,防止内部氧化的发生,提高铸铁的抗氧化性.在600℃下氧化,D型石墨铸铁的含碳量为3.06%,含硅量为2.66%,含铝量为0.22%,含钛量为0.41%,抗氧化性最佳;而在900℃下氧化,其含碳量为3.06%,含硅量为1.73%,含铝量为0.09%,含钛量为0.41%,它的抗氧化性最佳.     

Microstructure and high-temperature wear properties of in situ TiC composite coatings by plasma transferred arc surface alloying on gray cast iron

In this work, an in situ synthesized TiC-reinforced metal matrix composite (MMC) coating of approximately 350–400μm thick-ness was fabricated on a gray cast iron (GCI) substrate by plasma transferred arc (PTA) surface alloying of Ti–Fe alloy powder. Microhard-ness tests showed that the surface hardness increased approximately four-fold after the alloying treatment. The microstructure of the MMC coating was mainly composed of residual austenite, acicular martensite, and eutectic ledeburite. Scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction analyzes revealed that the in situ TiC particles, which were formed by direct reaction of Ti with carbon originally contained in the GCI, was uniformly distributed at the boundary of residual austenite in the alloying zone. Pin-on-disc high-temperature wear tests were performed on samples both with and without the MMC coating at room temperature and at elevated temperatures (473 K and 623 K), and the wear behavior and mechanism were investigated. The results showed that, after the PTA alloying treatment, the wear resistance of the sam-ples improved significantly. On the basis of our analysis of the composite coatings by optical microscopy, SEM with energy-dispersive X-ray spectroscopy, and microhardness measurements, we attributed this improvement of wear resistance to the transformation of the microstruc-ture and to the presence of TiC particles.     

显微组织对无限冷硬铸铁轧辊热疲劳性能的影响

文章介绍在无限冷硬铸铁轧辊上切取板状热疲劳试样,在自制的热疲劳试验机上进行了冷热循环实验,研究了显微组织对无限冷硬铸铁热疲劳裂纹萌生及扩展的影响.结果表明,热疲劳裂纹在石墨尖端处、珠光体基体及共晶碳化物中萌生;热疲劳裂纹主要在钢基体与共晶莱氏体界面处、钢基体内扩展及穿越共晶碳化物.     

碳分配处理对原位VCp增强铁基复合材料组织、力学性能和耐磨性的影响

The wear resistance of iron (Fe)-matrix materials could be improved through the in situ formation of vanadium carbide particles (VCp) with high hardness. However, brittleness and low impact toughness limit their application in several industries due to addition of higher carbon content. Carbon-partitioning treatment plays an important role in tuning the microstructure and mechanical properties of in situ VCp-reinforced Fe-matrix composite. In this study, the influences of carbon-partitioning temperatures and times on the microstructure, mechanical properties, and wear resistance of in situ VCp-reinforced Fe-matrix composite were investigated. The experimental results indicated that a certain amount of retained austenite could be stabilized at room temperature through the carbon-partitioning treatment. Microhardness of in situ VCp-reinforced Fe-matrix composite under carbon-partitioning treatment could be decreased, but impact toughness was improved accordingly when wear resistance was enhanced. In addition, the enhancement of wear resistance could be attributed to transformation-induced plasticity (TRIP) effect, and phase transformation was caused from γ-Fe (face-centered cubic structure, fcc) to α-Fe (body-centered cubic structure, bcc) under a certain load.     

镁合金表面氩弧熔覆Al-Si基SiC复合涂层组织及耐磨性

采用氩弧熔覆方法作为镁合金材料表面强化,是一项全新技术,在AZ31B镁合金基体表面制备10%Si C粉末+Al-Si合金粉末的复合涂层,利用X射线衍射仪、光学显微镜和扫描电子显微镜分析涂层的物相组成和显微组织;利用显微维氏硬度计和干滑动摩擦磨损实验机测试复合涂层在室温下的显微硬度和摩擦磨损性能。结果表明:氩弧熔覆涂层与基体界面具有良好的结合,无气孔、夹杂、裂纹等缺陷;熔覆层主要由Mg2Si、Mg2C3、Mg17Al12、Al3.21Si0.47等物相组成;熔覆层内部主要由黑色块状组织组成,尺寸为2~5μm;由于在氩弧熔覆过程中生成了新的物相使得涂层的显微硬度提高,涂层平均硬度可达2.5 GPa,是AZ31镁合金基体的4倍;基体的平均摩擦系数约为0.7,10%Si C氩弧熔覆层摩擦系数约为0.57,摩擦系数明显降低;熔覆涂层的相对耐磨性较基体提高近5倍。     

铸铁喷涂渗铝工艺和性能

采用线材火焰喷涂制备铝基涂层,随后对涂层进行重熔和扩散处理.利用扫描电镜、X射线衍射仪、能谱仪、摩擦磨损实验仪等对涂层的成分、物相、耐高温氧化性能、耐蚀性能等进行分析测试.结果表明:涂层分为两层,外层的物相主要是Al、FeAl3、内层是Fe2 Al5和少量的FeAl3;显微硬度有了很大程度的提高,峰值可达HV 950;渗铝试样在800、900℃进行高温氧化实验几乎不增重,抗氧化性能较铸铁可提升几十倍;同时试样也兼具良好的耐摩擦磨损和耐腐蚀性能.     

喷射成形含铌 M3型高速钢的组织和耐磨性

采用喷射成形技术制备了 M3型高速钢和以 Nb 替代 V 的 M3型高速钢。利用扫描电镜、X 射线衍射、差示扫描量热仪和金相显微镜研究了 Nb 对 M3型高速钢组织的影响。喷射成形能有效消除宏观偏析,细化组织。以 Nb 代 V,提高了 MC 型碳化物开始析出温度,大量 MC 相先于共晶反应析出,呈独立的近球形分布于晶界,同时其尺寸减小。由于消耗大量 C,抑制了共晶反应,M2 C 片层数量减少且厚度变薄,其在热变形过程中更易于分解,进一步增加了组织均匀性。低温低载荷时含铌的 M3型高速钢抗磨损性能显著优于 M3高速钢,温度升高到500℃时磨损机制逐渐以氧化磨损为主,两合金的抗磨损性能差距减小,主要原因是大量呈弥散球形分布的含铌 MC 型碳化物能有效提高高速钢的磨粒磨损抗性,而其对抗氧化性能并无明显作用。     

Mn元素对过流冷却过共晶Al-22Si-2Fe-xMn合金显微组织及耐磨性的影响

采用常规铸造和分段式倾斜板过流冷却铸造工艺制备Al-22Si-2Fe-xMn合金,研究表明:过流冷却制备工艺能够改善初生Si形貌及尺寸,但对针状富Fe相作用有限.利用扫描电镜、X射线衍射及透射电镜等手段分析过流冷却条件下Mn元素添加对富Fe相晶体结构的影响,通过摩擦磨损实验研究不同Mn/Fe质量比的过共晶Al-Si合金的硬度及耐磨损性能.结果表明:随着过流冷却铸造过共晶Al-Si合金中Mn/Fe质量比增加,合金中四方结构的长针状富Fe相逐渐减少直至基本消失,当Mn/Fe质量比为0.7时,富Fe相主要为六方结构的块状或鱼骨状α-Al15(Fe,Mn)3Si2相,此时,合金耐磨性较未添加Mn元素时有所提升,磨损机制以磨料磨损方式为主.     

添加铬合金化和复合变质处理对白口铸铁组织性能的影响

在熔炼过程中通过对熔体进行复合变质处理,制备普通白口铸铁和含铬白口铸铁试样及其在相同铸造条件下的变质试样;对试样进行金相显微组织观察、碳化物定量分析和宏观硬度测量,研究添加铬合金化和复合变质处理对普通白口铸铁碳化物类型、形态、分布和性能的影响。研究结果表明,铸铁铬含量较低时,碳化物类型为(Fe,Cr)3C或(Fe,Cr)3C (Cr,Fe)7C3,呈粗大网状结构;经复合变质处理后,碳化物变得孤立、分散,网状结构被消除;随着铬含量增加,碳化物全部转变为(Cr,Fe)7C3,共晶团中碳化物呈菊花状分布,并在共晶团心部附近出现近似六方形的块状(Cr,Fe)7C3碳化物;经复合变质处理后,共晶碳化物变的细小分散、分布均匀,菊花状形态消失,但六方形(Cr,Fe)7C3碳化物仍然存在;白口铸铁经复合变质处理后,其洛氏(HRC)硬度比变质前有明显提高。     

球墨铸铁预处理对表面激光重熔层开裂倾向的影响

对球墨铸铁表面激光重熔过程中的重熔层开裂倾向及影响因素进行了详细的研究,通过对基体分别进行正火、淬火 回火后进行激光表面重熔的对比试验,考察了在相同的激光重熔工艺参数条件下进行表面重熔处理,发现球铁激光重熔处理前的预处理工艺对重熔过程中的重熔层开裂倾向影响很大。试验结果表明,预处理可以改变激光重熔时热影响区的大小、相变产物的显微组织形态,从而导致对重熔层相变应力的分布与大小,进而影响到激光重熔层的开裂倾向。为制定球铁激光重熔预处理的最佳工艺规范提供依据。