定向凝固高铬铸铁耐磨性的初探

在本研究中用较简易的办法制得含Cr15%,C3.6%的定向凝固试样,碳化物呈胞状结构的定向排列,其立体形态为杆状及板条(叶片)状.碳化物的硬度具有方向性,在纤维横剖面上的硬度为H_V1989,而在其纵剖面上的硬度为H_V1450.在三体磨料磨损试验机上进行试验:当使用较硬的磨料(石榴子石)及较重的载荷(4.84g/mm~2)时,由于细小的碳化物纤维被变形及折断,故定向凝固试样的耐磨性并不优于砂型铸造的试样;但当使用较软的磨料(石英砂)及较轻的载荷(2.5g/mm~2)时,定向凝固试样的耐磨性明显地优于砂型;而砂型中放冷铁制得的试样的耐磨性处于二者之间.     

高铬铸铁矿石筛板研究

鉴于原国产矿用筛板早期失效、寿命低于进口日本筛板，本文通过合金化、铸造工艺、热处理等几个方面对高铭铸铁展开了一系列的试验研究．结果表明，选用Ｃｒ／Ｃ比为７左右的Ｃｒ２０型高铬铸铁，添加适量的Ｍｏ、Ｃｕ、Ｍｎ，经过合适的热处理工艺，可获得分布均匀的高硬度Ｍ７Ｃ３型碳化物和马氏体基体，使筛板材料达到最佳的强韧性配合，通过改进铸造工艺使碳化物定向排列，当筛板工作面同碳化物纤维方向相垂直时，可以有效的抵抗磨料的磨损．新研制筛板的耐磨性明显提高，使用寿命高于原筛板３０％以上，并且超过日本生产的筛板寿命，为该厂提供了较好的社会效益和经济效益。     

半固态过共晶高铬铸铁的冲击及磨损性能研究

通过倾斜冷却体法制备了组织中初生碳化物明显细化的半固态过共晶高铬铸铁,其冲击韧性值较常规过共晶高铬铸铁试样提高了大约1倍以上;以常规亚共晶高铬铸铁为标样进行三体磨料磨损试验,结果表明半固态过共晶高铬铸铁与常规过共晶高铬铸铁的相对耐磨性分别比亚共晶高铬铸铁提高了32%和49%.对半固态过共晶高铬铸铁试样的微观分析表明,组织中存在大量的缩松,这对于半固态高铬铸铁韧性、硬度及耐磨性的提高产生了不利的影响,减少或消除缩松对于进一步提高半固态过共晶高铬铸铁的性能具有重要意义.     

高铬铸铁在不同工作条件下磨料磨损耐磨性的研究

对含铬１５％、２０％、２８％,含碳２％～４％,含硼和不含硼,不同的热处理工艺,共计７２种成分状态的高铬系铸铁进行了低应力和冲击条件下的磨料磨损试验;测定了其宏观硬度,显微组织和碳化物数量;对宏观硬度、碳化物数量与耐磨性进行了相关分析。结果表明：磨损条件不同,磨损机理不同,其耐磨性的影响因素也不同,低应力磨料磨损的耐磨性与碳化物数量明显相关,冲击磨损的耐磨性与宏观硬度明显相关。此结论对根据不同工作条件合理选用高铬铸铁的成分和热处理工艺有指导意义。     

锰灰铸铁减磨性能的研究

灰铸铁中含锰量大于硅后,即能获得100％细片状珠光体,A型加D、E型石墨和一定数量的马氏体加碳化物硬化相,得到减磨铸铁所要求的金相组织。用MS-3型往复式磨损试验机,研究灰铸铁自磨时的耐磨性,在同一磨损规范下与HT20-40灰铸铁、高磷铸铁、硼铸铁及钒钛铸铁的相对耐磨性作了比较。在生产条件下,用锰灰铸铁和HT25-47灰铸铁浇注了要求耐磨的机床铸件。锰灰铸铁的相对耐磨性比HT25-47灰铸铁平均提高2.5倍。实物磨损试验的结果基本上与试样磨损结果相吻合,初步确定了锰灰铸铁作为减磨铸铁材质所应有的地位,对磨损机理也进行了初步探讨。     

离心铸造白口铁磨球的组织特点与耐磨性研究

通过与静力金属型铸造磨球相比较，研究了离心铸造白口铁磨球的组织特点与耐磨性，研究结果表明，离心磨球的碳化物呈板块状，基体组织为等轴晶，且屈氏体进一步细化，离心磨球的硬度不因离心铸造发生明显变化，但其冲击韧性大幅度提高。离心磨球的抗冲击磨损性能高于静力金属型磨球，并且在高冲击功条件下尤为显著。     

含镍低铬铸铁腐蚀磨损性能研究

采用MCF-30型冲蚀磨损试验机对两种不同热处理后的低铬铸铁进行冲蚀磨损实验.用扫描电镜(SEM)和X衍射仪等对其组织以及冲蚀后的形貌进行观察分析.实验结果表明,残余奥氏体的存在严重影响了低铬铸铁的耐磨性能;在冲蚀磨损中,过低的冲击韧性导致其表面成块状脱落,耐磨性差.     

梯度M_7C_3增强铁基堆焊涂层显微结构与耐磨性研究

采用电弧堆焊工艺在Q235钢板表面制备了不同成分的M_7C_3增强铁基堆焊涂层,采用X射线衍射仪(XRD)、金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)对M7C3增强铁基堆焊涂层的物相和微观结构进行表征,并通过"绝热法"和定量金相方法对堆焊涂层中组成相进行定量统计。采用显微硬度计和纳米压痕仪对堆焊涂层的硬度梯度和微观硬度进行测试,采用自制磨粒磨损试验机和冲蚀磨损试验机对堆焊涂层的耐磨性进行评价。结果表明,M7C3增强铁基堆焊涂层显微组织主要由初生(Cr,Fe)7C3碳化物和共晶(Cr,Fe)_7C_3/γ-Fe+α-Fe基体组成。随堆焊涂层中碳含量上升,初生碳化物尺寸增大、体积占比增加、稀释区厚度降低。与此同时,堆焊涂层抵抗低应力磨粒磨损的耐磨性逐渐增强,抵抗高应力冲蚀磨损的耐磨性逐渐变差。碳化物分布及其与基体的匹配是决定涂层耐磨性的重要因素。涂层中六棱棒状结构的初生(Cr,Fe)7C3碳化物硬度为21.4±0.3GPa,而断续网状结构的共晶(Cr,Fe)_7C_3碳化物硬度为18.8±0.3 GPa。     

高铬铸铁在不同工作条件下磨料磨损耐磨性的研究

本文对含铬１５％、２０％、２８％，含碳２％～４％，含硼和不含硼，不同的热处理工艺，共计７２种成分状态的高铬系铸铁进行了低应力和冲击条件下的磨料磨损试验；测定了其宏观硬度，显微组织和碳化物数量；对宏观硬度、碳化物数量与耐磨性进行了相关分析。结果表明：磨损条件不同，磨损机理不同，其耐磨性的影响因素也不同，低应力磨料磨损的耐磨性与碳化物数量明显相关，冲击磨损的耐磨性与宏观硬度明显相关。此结论对根据不同工作条件合理选用高铬铸铁的成分和热处理工艺有指导意义．     

离心铸造对Cr系合金铸铁组织及耐磨性的影响

通过合金化的方式,采用砂型铸造和离心铸造两种方法制备了Cr系合金铸铁材料,通过对比研究了离心铸造方法对所制备合金铸铁的组织、物相、硬度和耐磨性的影响。研究表明:离心铸造铸铁的金相组织为铁素体+片状石墨,物相组成为(Fe,Cr)混合相,硬度值高于普通砂型铸造方法,而且离心铸造的磨损率小于普通砂型铸造。     

含硼高铬铸铁的组织及性能

在成分为2.7%C-17%Cr-0.7%M_0的高铬铸铁中设计了含硼量变化范围为0.1～1.2%的五种白口铸铁.考察了其铸态及热处理态的组织;进行了石英砂磨料和绿碳化硅磨料的三体磨损试验及湿式橡胶轮磨损试验;测定了材料的硬度、冲击韧性和断裂韧性.试验结果表明:硼促使化合物体积分数增加,并有新的硼碳化物形成;基体组织中铸态己有马氏体析出,具有更好的淬硬性;三体磨损石英砂磨料时随含硼量增加耐磨性显著提高,对碳化硅磨料则相反;在湿式橡胶轮磨损试验中约在0.9%B 处耐磨性出现了最大值;化合物量相近时,含硼与无硼高铬铸铁的韧性相当.     

镍基碳化钨高温磨损特性的研究

本文用不同碳化钨含量的镍基自熔合金粉末喷焊层的试样,进行扫描电镜形貌观察和X光衍射分析,同时进行了高温磨粒磨损试验,试验结果发现粉末中碳化钨的含量对喷焊层的磨损特性及组织结构有重要的影响,其中以35%碳化钨喷焊层的高温耐磨性最佳.     

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 .     

磨鞋铸造碳化钨铁基复合材料堆焊层强化技术

依据磨鞋硬质合金堆焊层断裂、磨损及剥落的失效形式,自制4种堆焊焊条并对铸造碳化钨堆焊层进行淬火或淬火+深冷处理。试验证实自制焊条碳化钨和管皮重量比直接影响到抗冲击磨损性能及碳化钨的剥落。碳化钨和管皮重量比恰当,堆焊层硬质相的阴影效应和基体、粘结相对硬质相支撑效应的相互作用是提高抗冲击磨损的原因。淬火及淬火+深冷处理磨鞋堆焊层,其抗冲击磨损性能比铸造碳化钨堆焊层分别提高17.4%和43.0%。组织分析表明深冷处理对堆焊层硬质相影响不大。其粘结相成分、形态、分布的变化是深冷处理提高抗冲击磨损性能的原因。     

固相颗粒冲蚀性测量装置及所测岩粉冲蚀指标

本文介绍一种六方筒式固相颗粒冲蚀性测量装置,分析了其工作原理和冲蚀机理。对装置的工作参数——颗粒粒径、颗粒浓度、颗粒冲击速度等一一进行了试验和结果分析。在此基础上,确定了测量颗粒冲蚀性的标准规程,并用此规程测量多种岩石颗粒的冲蚀磨损性能。整个工作表明:这种冲蚀性测定装置体小轻便,操作方便,测量误差小,重复性能好,能区分不同岩石颗粒的冲蚀性能。根据需要,还能改变规程和测试材料,测量不同条件下颗粒冲蚀性能和材料的耐磨性能。     

硬质合金/高铬铸铁基复合材料的界面特性及磨损性能研究

以WC-Co硬质合金棒为增强体,采用消失模镶铸工艺制备了硬质合金/高铬铸铁基表层耐磨复合材料,并对其界面微观组织和三体磨料磨损性能进行了研究.通过对界面微观组织的观察发现,由于硬质合金表层的熔解和W、C、Co、Fe、Cr等合金元素的扩散,硬质合金与高铬铸铁界面出现了厚度约为800μm的过渡层,在过渡层中生成了含有W、Co、Fe和Cr元素的碳化物,确保了增强体和基体之间为良好的冶金结合.三体磨料磨损试验结果表明,复合材料的耐磨性是高铬铸铁(热处理态和铸态)的6～8倍,这是因为增强体的高硬度及其与基体间的良好冶金结合,使得复合材料在磨损过程中,增强体对基体起到了有效的保护作用,从而表现出优异的耐磨性能.     

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.     

离子束轰击钨合金表面碳膜的AES和XPS分析

钨合金是一种重要的合金材料 ,由于它具有密度大、强度高及足够的韧性 ,因此 ,在医疗器械、军工装备等一些特殊使用的器件上有着重要的用途 [1 ,2 ] .但在实际使用中发现 ,其表面硬度及其耐磨性能尚有不足之处 [3] ,为此我们采用离子束表面强化技术 [4～ 6]以改善其表面性能 .具体做法是 :先在钨合金表面利用磁控溅射技术沉积碳膜 ,再用单一的或混合的离子束进行轰击 ,之后通过使用俄歇电子能谱 ( AES)及 X射线光电子能谱 ( XPS)对其表面进行分析研究 .实验结果表明 ,单独使用氮离子轰击可在钨合金表面形成碳化物 ,有利于提高钨合金的表…     

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.     

钻头齿面堆焊用硬质合金耐磨性试验

为了选择更合适的钻头齿面强化材料,对多种粒度的球状烧结碳化钨和粒状铸造碳化钨堆焊层分别作了磨料磨损试验,以评价其抗磨性能。用Ni基合金作钎料,在高真空度下将硬质合金颗粒焊至20Ni4Mo表面。试验采用多种冲击能量,磨料介质为石英砂、水和少量悬浮剂,用天平称出磨损失重。结果表明:球状烧结碳化钨或不同类型和粒度混合的碳化钨堆焊层都比现行采用的粒状铸造碳化钨具有更好的抗冲击磨料磨损能力。用球状烧结碳化钨代替粒状铸造碳化钨作钢齿钻头齿面堆焊材料是提高齿面强化效果的有效途径。