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。     

铸铁汽蚀破坏机制研讨

本文通过扫描电镜和振动式汽蚀机对铸铁的汽蚀过程进行了研究。从水力学汽蚀冲击力开始,系统地讨论了汽泡渍灭时产生的球形应力波、射流冲击力的大小,和冲击力作用于金属边壁后如何使其内部的全位错半位错滑移并形成裂纹核,认为力学冲击是铸铁汽蚀的主要原因,冲击力使材料内产生剪应力并使表面石墨脱落。根据实验结果具体分析了铸铁中石墨的存在对裂纹成核倾向的影响,说明了石墨的存在一方面降低了铸铁的微区强度,另一方面应力集中和切口效应使裂纹容易在其周围萌生和扩展的原由,指出石墨是铸铁汽蚀源。根据裂纹核在铸铁汽蚀面的位置指出了三种起裂方式并用实验进行了验证,三种起裂纹方式为①汽蚀面上的石墨尖端和晶界处,②垂直石墨尖端,③ 距表面层△b厚(20～100μm)区内的硬质点和石墨与基体界面处。指出裂纹沿着或向着石墨片和硬质点的方向扩展。     

马氏体球墨铸铁磨球及其应用

研究了马氏体球墨铸铁磨球的成分、组织、机械性能及磨损特性，结果表明，马氏体基体或马氏体基体上分布１０％～１５％碳化物的球墨铸铁具有较佳的磨料磨损抗力及良好的冲击疲劳抗力。在水泥行业中的装机试验表明，马氏体球墨铸铁磨球。电水泥磨耗量虽稍高于高铬铸铁磨球，但低于低铬铸铁磨球，远低于碳素钢锻球；马氏体球墨铸铁磨球的吨水泥磨球费用均低于其它磨球。     

铝钒合金化对高铬铸铁组织与性能的影响

探讨了铝、钒合金化对屈氏体高铬铸铁组织与性能的影响。实验结果表明,含Al 0.20％—0.30％ 可显著改善碳化物的大小及分布,使其变成岛状,并细化了基体组织,提高其耐磨性及冲击韧性。含 V 0.40％—0.50％ 可使铸态高铬铸铁的冲击韧性、硬度及耐磨性均得到提高。因此,采用铝、钒合金化办法,是改善高铬铸铁组织与性能的有效途径之一。     

铸铁刹车盘/毂材料摩擦磨损特性研究

在自制的干摩擦磨损试验机上,研究了３种不同石墨形态铸铁与半金属摩擦材料配副的摩擦磨损性能。结果表明：蠕墨铸铁的摩擦系数高于球铁,在高速、高接触压力条件下,与灰铁相当;其磨损率接近球铁,约为灰铁磨损率的二分之一。     

球铁热浸渗铝工艺及渗铝球铁耐热性能的研究

本文对球墨铸铁的热浸渗铝工艺和渗铝球铁的耐热性能进行了研究。实验结果表明:采用热浸渗铝工艺可较大幅度地提高球铁的抗氧化和抗生长能力;由于铸铁成分和组织上的特点,其热浸渗铝工艺与低碳钢有所不同。     

等温淬火球墨铸铁的磨粒磨损行为

在实验室条件下对两种经等温淬火处理的工业球墨铸铁进行了磨粒磨损实验。并与在相同实验条件下的一系列耐磨粒磨损钢的实验结果进行了比较。结果表明,经等温淬火后的两种球墨铸铁均比专门耐磨粒磨损钢具有更好的抗磨粒磨损性。 这两种球墨铸铁的优良性能来源于其铁素体-奥氏体双相基体所特有的形貌。这种双相基体可在磨粒磨损中引起奥氏体向应力诱发马氏体转变,从而造成高的加工硬化特性。本文还把组织和机械诱发相变的影响作为等温淬火温度和时间的函数进行了研究。     

灰口铸铁组织的优化与性能

以片状石墨非裂隙的观点,从灰口铸铁拉伸时Ｇ／ｍ界面及基体微力学行为,联系到Ｇ／ｍ界面强化及基体强韧化,设计了以Ｍｓｈ包围石墨及（Ｆ＋Ｍ）双相钢基体的灰口铸铁优化组织,测得其性能与预期的吻合,性能有显著提高．     

工况条件对含磷铸铁干摩擦磨损性能影响规律的研究

本文以含磷0.7％的灰铸铁、蠕黑铸铁和球墨铸铁为对象,研究了干摩擦磨损条件下速度及载荷对其耐磨性及摩擦系数的影响.在载荷0～12.5MPa,速度0～9.94ms~(-1)的条件下,随着载荷的增加,含磷铸铁的磨耗量增加,摩擦系数则先增加,而后趋于相对稳定值。速度变化时,磨耗量的变化出现一峰值,摩擦系数则随速度的增加而减小。作为摩阻材料,低速低载时宜选用含磷灰铸铁,中高速时,则选用含磷蠕墨铸铁。     

马氏体球墨铸铁磨球的研制

在生产条件下研究了马氏体磨球的生产工艺和性能。通过淬火和低温回火处理获得了马氏体基体组织，冲击值达５～７Ｊ／ｃｍ２，硬度为ＨＲｃ５３～５８，含磷量可以放宽到０．１４％。马氏体球、墨铸铁磨球的生产成本与中锰球墨铸铁磨球相当，但机械性能明显地优于后者。     

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。     

铸态奥－贝球铁的抗汽蚀性

介绍了铸态奥－贝球铁的制取方法及其组织和性能。并研究了铸态奥－贝球铁抗汽蚀特性。实验表明，铸态奥－贝球铁的抗汽蚀性能比普通球铁高出约３倍，Ｎｉ，Ｍｏ，Ｃｕ和Ｂ等元素对铸态奥－贝球铁的组织、机械性能及抗汽蚀性都起着十分重要的作用，保留在室温的奥氏体组织有着良好的抗汽蚀性．     

含镍合金球墨铸铁的拉伸断裂行为分析

用扫描电镜研究了含镍合金球铁的拉伸断口特性，根据其延伸率可判断其断裂属于脆性断裂，微观断裂机理是准解理加少部分剪断（有韧窝），韧窝主要分布在石墨球周围的基体中；贝氏体或马氏体针片的细化程度和残奥对主裂纹的扩展有较大影响。用层磨断口及深腐蚀技术，研究了二次裂纹的起裂特点，发现了二次裂纹的萌生有三种方式，用振动汽蚀机测定了合金球铁的抗汽蚀性，指出贝氏体或马氏体针愈细小，分布愈散乱，其抗汽蚀性愈好。还用ＳＥＭ分析了汽蚀裂纹的起裂和扩展特性。     

铌对过冷灰铸铁组织及性能的影响

本文研究铌对过冷灰铸铁组织及性能的影响。研究结果表明,铌使过冷灰铸铁中的过冷石墨进一步细化,当铌含量达到0.099%时,铸铁中出现块状石墨;铌对过冷灰铸铁的基体组织无明显影响。铌可提高过冷灰铸铁的力学性能,但含铌量超过0．05%后继续提高铌含量,铸铁的力学性能降低,铌在基体组织中的固溶是力学性能提高的主要原因,而铌含量过高时不规则富铌相析出导致力学性能降低。     

铸态奥氏体贝氏体球铁的初步实验研究

探讨了在高碳和高碳当量(C·E≈4.7％)的情况下,生产铸态奥贝球铁的可能性。在铜钼加入量一定时,得到了降低镍加入量获得奥贝组织的极限值,得出镍是有效推迟奥氏体相交和获得贝氏体基体的元素。为了在低镍含量下获得较高强度的铸态奥氏体贝氏体球铁,探讨了加入微量硼提高基体淬透性以获得以下贝氏体为主的基体的可能性,得出微量硼是降低镍的加入量,较大幅度提高球铁的强度和硬度的有效元素。通过四元两水平正交实验法,得出镍铜钼硼在一定的配比下可获得高强度的铸态奥贝球铁。     

奥贝灰铁的组织与性能

探讨了不同化学成分的砂型和金属型铸造灰铸铁试样经等温热处理后的组织和性能。试验表明CE=4.4％以上的砂型铸造灰铸铁试样,抗拉强度提高到263MPa,延伸率可达1％～2％。金属型铸造的CE=4.2％～4.3％的灰铸铁试样抗拉强度达到500MPa,延伸率可达1％。由于碳当量高,铸造工艺性较好,强度提高幅度较大,因此可望作为铸铁的新成员,进入工业应用领域。     

钇基重稀土蠕墨铸铁的高温性能研究

利用钇基重稀土资源熔炼蠕墨铸铁,探讨高温条件下灰铸铁和蠕墨铸铁的抗拉强度、氧化增重值、伸长百分率、耐热疲劳性和线性膨胀系数等性能,同时用数理统计的方法推导出两种铸件线性膨胀系数的回归方程.结果表明:高温下蠕墨铸铁的断裂性质为韧窝断裂,其高温抗拉强度明显比灰铸铁高;蠕墨铸铁的抗氧化性和抗生长性均比灰铸铁好而导热系数与灰铸铁相近;灰铸铁和蠕墨铸铁的线性膨胀系数相近,但灰铸铁的相变收缩要比蠕墨铸铁强烈得多.     

Cr-Mo激光合金化对灰铸铁组织及耐磨性的影响

系统地研究了灰铸铁Cr-Mo激光合金化层中合金元素的分布、显微组织和耐磨性。试验结果表明,当激光束功率和预涂层合金成分一定时,合金化层的合金浓度主要决定于激光扫描速度。适中的激光扫描速度(7mm/s)下,合金元素在层内分布较均匀,沿层深浓度梯度平缓,合金化层的组织为极细小均匀的树枝晶;其余扫描速度下,表面Cr-Mo浓度高,沿层深浓度梯度大,表面高合金浓度处组织为白亮层,次层为树枝晶和层片状莱氏体,随层深增加枝晶间距增大。Cr-Mo激光合金化显著提高了灰铸铁的硬度和耐磨性。