铸铁的石墨与耐压密闭性的研究

在实验室条件下用各种成分的灰铸铁进行液压试验,结果是厚3—5mm的薄片,虽具有过共晶粗大的石墨组织,也能承受高达400kg/cm~2压力而不渗漏,但一经脱石墨处理,在很低压力下就大量渗漏。通过试验对“石墨渗漏”的传统观点提出了不同的看法:铸铁中石墨本身及石墨与基体界面上是不渗漏的。只有当铸件存在缺陷,并在压力下产生局部破裂时,石墨才通过对强度的削弱而影响渗漏。本文讨论了有关液压件材质的一些问题,并提出适当增加亚共晶铸铁的碳当量以减少缺陷和简化工艺。     

机床导轨用含磷耐磨铸铁的研究

本文从铸造合金角度,用大量实验数据验证磷含量、碳当量、孕育、熔炼和孕育温度对普通机床导轨用含磷耐磨铸铁性能的影响;并指出含磷耐磨铸铁的耐磨性,除金属基体外更主要决定于磷共晶及石墨的含量、形状和分布。 本文根据实验数值并用理论分析了铸铁共晶团与磷共晶间的关系,指出其规律:凡是细化共晶团的因素,大都是细化磷共晶的因素,同时亦是形成A型石墨的因素,而有利于耐磨性能的提高。 为了细化共晶团,含磷耐磨铸铁必须具备一定的含磷量,碳当量,采用孕育处理且应孕育温度适宜(不宜过高);此外并指出采用双重孕育可能更为有利。 本文否定了习惯的看法:铸铁的耐磨性能与抗张强度,尤其是与硬度之间有直接比例的关系,提出应用综合性能来衡量铸铁的质量,并认为比强度、比硬度等指标有其实际意。 本研究确定了机床导轨含磷耐磨铸铁最适宜的化学成分及熔炼处理工艺,供生产参考。 铸铁成分为C≈3.0～3.3％;P≈0.5～0.7％;CE=3.8～4.0％;Mn=0.6～0.8％;S<0.12％(导轨壁厚约40～60毫米)。 熔炼处理工艺:过热温度1400～1480℃;孕育温度1380～1440℃;孕育剂数量0.6～0.8％硅铁(75％Si);浇注温度1300～1360℃。 本文还对微量合金化和摩擦对的硬度配比作了一定的探讨。     

锑球铁的机械性能与抗汽蚀性能关系的研究

本文主要探讨了锑球铁的机械性能与抗汽蚀性间的关系,认为锑球铁的抗汽蚀性与抗拉和抗弯强度有较好的对应关系。研究了Sb的加入引起球铁共晶过程及共析过程发生变化,以及加入Sb后产生的蠕墨现象,认为Sb提高球铁机械性能和抗汽蚀的原因主要是Sb细化了共晶团,细化和增加了珠光体含量,并有效地消除了牛眼状铁素体,降低了汽蚀裂纹的萌生数目和扩展自由程。     

喷粉处理改善孕育效果的试验研究

喷粉孕育是将粉粒状孕育剂以氮气为载体喷入铁水的一种新型工艺方法．本文采用自制的喷粉装置进行了喷粉孕育的试验研究．结果表明：喷粉处理可改善孕育效果，改善石墨形态，明显地细化共晶团，有效地消除白口倾向，从而提高铸铁的强度．喷粉孕育成为一种极有效的孕育技术．     

大断面球铁中黑斑的结构

通过生产及模拟试验,并根据金相和扫描电镜观察,证明大断面球铁铸件中的黑斑是共晶晶粒或称共晶团。光学显微镜观察表明,黑斑中的石墨类似D型分布的厚片状石墨,但深腐蚀试样的扫描电镜观察证明,这种短小的厚片状石墨既不属于一般的片状石墨,也不是孤立的石墨碎块,而是相互联结成一体的珊瑚状石墨。进一步试验表明,每个黑斑内大都有一个星状的石墨核心,珊瑚状石墨从这个核心朝各方向辐射生长。黑斑内的基体组织为铁素体,它是高温相奥氐体的转变产物。珊瑚状石墨在高温时与奥氐体共同由液体中结晶为共晶团,冷却时虽经固态转变,但共晶组织的特征仍基本保留下来。环绕黑斑周围的组织为珠光体加球状或不规则状石墨,它使共晶球团组织衬托得分外明显。     

球墨铸铁中磷共晶的控制

磷共晶的脆性给生产高性能球墨铸铁带来很大的困难。由于磷共晶在晶界上的存在,使球墨铸铁的延伸率和冲击值大为降低。 本工作表明:经过包外孕育和两阶段正火处理后,使磷共晶细化、分割,能促使高磷球墨铸铁的机械性能提高。但是,两阶段正火中,第二阶段的保温温度必须选择在共析转变温度范围内。在这种条件下,铁素体在石墨周围和晶界析出,它有利于磷共晶的细化与溶解,有利于冲击韧性的提高。 本实验指出:一般正火、淬火、淬火加回火和等温淬火对球墨铸铁中磷共晶的数量和大小改变很少。     

稀土变质与液态过热对共晶Al-Si合金凝固组织的影响

采用稀土对共晶成分的 ZL 10 2合金进行变质处理 ,并对经稀土变质的铝合金熔体进行过热处理 ,用显微镜和扫描电镜对处理后的合金组织进行分析研究。试验结果表明 ,在金属型铸造条件下加入质量分数为 0 .4%～ 0 .8%的稀土对共晶Al-Si合金具有良好的变质效果 ,而在 960～ 10 60℃下的过热处理能使 RE变质后的共晶 Al-Si合金中的 Si相进一步细化 ,从而获得良好的凝固组织。     

稀土孕育灰铸铁的凝固和组织

本文研究了碳当量、硫量及混合稀土加入量对灰铸铁凝固和组织的影响.测得和分析了各种铸铁的冷却曲线,并论述了其温度特征值与组织的关系.确定了碳当量、硫量和混合稀土加入量的合适配合,以期获得细小共晶团和A型石墨的灰铸铁.探讨了稀土金属对灰铸铁孕育作用的机理.     

干砂消失模法对灰铁结晶组织的影响

与普通砂型此较,干砂消失模法所获灰铁件,其石墨生核能力增强,石墨密度较大,尺寸较小,且石墨尖角处明显钝化,石墨有由片状到蠕虫状及点球状发展的趋势,同时共晶团尺寸也明显减少。     

用碳还原磷酸钠变质处理过共晶Al-Si合金

根据钠,磷对铝合金的变质,细化机理,用赤磷,磷酸钠辅以石墨碳粉,按一定比例配制的变质剂对过共晶Ａｌ－Ｓｉ合金熔体变质,细化处理,达到了细化,球化硅晶体的效果,蓟了分布均匀的微观组织。     

直流直接电阻法炉前快速测量铁水碳当量及共晶团数量

本文利用凝固期间比电阻快速测量灰铸铁碳当量及共晶团数目。采用4-极直流法测量比电阻。采取以下措施减小热电势效应:①电位端的成份与待测铁水接近;②加大电位端尺寸。灰铸铁化学成份变化范围:3.7～4.8％CE,2.9～3.9％C,1.4～3.2％Si,0.3～0.9％Mn。浇注后,铁水比电阻下降,凝固期间比电阻则显著增加,凝固完毕后,比电阻缓慢减少。因之,凝固终了时,出现最大的比电阻及最大的比电阻升值。碳当量越低,该升值△ρ_(max)越小,并有下列关系:CE=3.25+0.025△ρ_(max), 碳当量每增加0.1％,△ρ_(max)约增加4.0μΩ·cm。比电阻最大升率或上升角θ也随着碳当量的增加而增加,并具有下述关系:CE=a+bθ,式中a、b为常数。铸铁比电阻最大值越大,则共晶团数目越多,并且两者之间在生产条件下具有线性依属关系。测量过程于浇注后1～3分钟内完成。灰铸铁比电阻受金相显微组织(石墨片及共晶团)及化学成份制约。两种显微组织对比电阻的影响可以这样来看:电子被“挤”到共晶团边界,大部份电流沿石墨片表面及共晶团边界流过,因之,电流通道断面积减少,从而比电阻增加。     

镍、铬对D型石墨铸铁基体组织的影响

文章研究了加入不同量合金元素镍、铬对D型石墨铸铁基体组织的影响。研究结果表明:微量合金元素镍、铬的加入都有细化珠光体的作用,在某种程度上随着合金元素镍和铬加入量的增加细化作用越大;加入合金元素镍或铬都能提高D型石墨铸铁基体的硬度,随着合金元素加入量的增大,硬度值亦随之增大;当合金元素加入量超过0.6%后,硬度值减小。     

深过冷Ni-P共晶合金凝固动力学分析

根据经典的形核和生长理论，通过实验分析了深过冷Ni-P共晶合金的凝固行为．实验发现，深过冷Ni-P共晶合金的凝固组织由粒状的共晶团和棒状的规则共晶所组成．随过冷度的增加，共晶团的组织逐渐细化，同时深过冷熔体晶核生长速率很大，异质形核在凝固过程中起控制性的作用．深过冷熔体的单点形核和长大现象作为特例用以描述界面的生长速率对其凝固组织的影响。     

灰铸铁中的初生奥氏体及石墨组织

众所周知,灰铸跌的性能决定于其组织。所有提高灰铸铁性能的方法,都是通过各种工艺途径改善组织来实现的.概括近年来在灰铸铁凝固及其组织方面的研究,评定灰铸铁的组织应从四个方面进行:第一,石墨的类型、分布及尺寸;第二,初生奥氏体组织的数量及形貌;第三,共晶团大小,单位试样断面面积上的共晶团数;第四,基体中珠光体组织的比例及珠光体片间距的大小。     

硅钡复合孕育剂对含硼灰铸铁组织与性能的影响

以含硼生铁配置的硼灰铸铁为对象,研究了不同质量分数的SiBa复合孕育剂对其硼元素烧损率、金相显微组织和力学性能的影响·实验结果表明:随SiBa孕育剂质量分数的增加,B的烧损率逐渐降低,由25%降至8%;而抗拉强度、硬度却随之递增,SiBa质量分数为48%时出现峰值,抗拉强度σb为282MPa,硬度为228HBS·此时,组织中石墨形态呈现A型分布,共晶团得到细化,数量由390个/cm2增加到780个/cm2;与其他几组试验结果相比,硼碳化物呈小块状且均匀分布在珠光体上·经过与标准图谱对比知,珠光体体积分数大于95%·     

透气塞吹氮处理对过共晶铸铁石墨形态和石墨漂浮的影响

本文研究了用不同孔径透气塞吹氮处理高炉铁水及过共晶重熔铁水对铸铁石墨和 性能的影响．研究结果表明用工业透气塞吹氮处理能显著减少石墨漂浮；不同孔径的 透气塞吹氮处理对过共品铸铣的石墨形态有不同程度的影响，经过吹氮处理，片状石 墨变成了点状、团片伏、球状石墨．从而显著地提高机械性能。此项研究结果为高炉 铁水直接浇注捉洪一种新的工艺方法。     

球墨铸铁的汽蚀特性研究

针对球铁的汽蚀特性进行了研究,认为球铁中的石墨是球铁的汽蚀破坏源。汽蚀过程为:汽蚀冲击力首先击碎汽蚀面上的石墨并留下坑点和孔洞;孔洞底部基体组织发生变形以及汽蚀面下出现脱体现象;基体组织萌生裂纹;汽蚀裂纹扩展汇交形成层状剥蚀。球铁比普通灰铁具有较优的抗汽蚀性的主要原因,是由两种铸铁不同的石墨形状和结晶过程引起的。回火马氏体球铁具有最优的抗汽蚀性,脱体现象仅发生在1～2个共晶团的间距内,裂纹扩展受马氏体片的掉列方向影响;铁素体球铁具有最差的抗汽蚀性,在铁素体环中裂纹容易形成和扩展。提高球铁抗汽蚀能力的方法就是要消除铁素体环。     

石墨对球墨铸铁冲击断裂特性的影响

本文用断口金相法分析和讨论了珠光体、铁素体、珠光体—铁素体基的球墨铸铁冲击断裂的裂纹扩展方式、断口形貌特征和石墨在冲击断裂中的行为。在冲击断裂中,石墨不是裂纹源,裂纹多源自石墨球之间的晶界或共晶团界上的杂质聚集处,裂纹通过不断地诱发出新裂纹源,不连续地向前扩展。     

激光熔覆Mo2C-Co基合金的工艺参数对其组织的影响

利用10kW的CO2激光器在409L铁素体不锈钢表面激光熔覆w(Mo2C)=20%的Mo2C/Co基涂层,运用SEM、EDS、XRD及显微硬度仪观察和分析激光功率和扫描速度对熔覆层成型性、尺寸、组织及性能的影响.结果表明:激光熔覆合理的工艺参数为:P=3.6kW,v=8mm/s;钴基熔覆层组织由平面晶、柱状晶、树枝晶构成,熔覆层中物相主要为Mo2C颗粒、亚共晶γ-Co和共晶碳化物Cr23C6、Cr7C3;由于Mo2C颗粒加入,凝固组织的晶粒尺寸减小、晶粒细化,涂层的显微硬度从870HV提高至1 400HV.     

高性能碱土耐热镁合金的显微组织和蠕变性能

利用光学显微镜(OM),扫描电镜(SEM)及透射电镜(TEM)系统研究了碱土元素Sr和Ca加入Mg-4Al基合金后的显微组织,并测试了其抗蠕变性能. 实验合金的铸态组织均由α-Mg和沿枝晶界分布的第二相组成. 2% Sr加入基体合金中能观察到沿晶界的离异共晶和层片共晶Al4Sr相及块状三元τ相. 2% Ca的加入则形成了晶界层片Mg2Ca共晶和晶内的Al2Ca颗粒. 而在Mg-4Al-2Sr-1Ca中,晶界相为块状τ相和层片状Mg2Ca共晶,晶内也析出Al2Ca颗粒. 在Mg-4Al-2Sr-1Ca基础上提高Al含量,粗大不规则共晶(Mg,Al)2Ca相在晶界处形成并不断增多,Mg2Ca及τ相逐渐减少,当Al含量到7%时,出现了新的细小层片状Al4Sr相. Sr、Ca元素加入Mg-Al合金,改善了合金的抗蠕变性能,其中Mg-5Al-2Sr-1Ca和Mg-6Al-2Sr-1Ca合金显示所有实验合金中最好的蠕变抗力. 根据Power-law公式,在175 ℃/50～80 Mpa和70 Mpa/150～200 ℃蠕变下,Mg-4Al-2Sr合金在较低应力(＜60 Mpa)下蠕变表现为扩散控制的位错攀移机制,而在高应力下出现Power-law公式的失效;Mg-4Al-2Sr-1Ca合金蠕变则受到了扩散控制的位错机制和晶界滑移机制的共同作用.