淬火态W6Mo5Cr4V2冷冲模具钢冲击磨损性能研究

文章在改进的MLD-10型冲击腐蚀磨损试验机上对W6Mo5Cr4V2进行了冲击磨损实验,通过对冲击磨损实验后试样的失重、SEM分析,得出淬火态W6Mo5Cr4V2具有较高的抗冲击磨损性能。SEM照片显示裂纹扩展方向平行于表面,W6Mo5Cr4V2冲击磨损机制为疲劳断裂。     

连铸辊堆焊药芯焊丝的研究

以Crl3-Mo-Ni-V为合金系，研制出连铸辊堆焊药芯焊丝1Cr13Ni20MoV，并进行一系列性能对比试验，结果表明，1Cr13NiMoV焊丝堆焊金属硬度适中，组织均匀，抗氧化性能和抗热疲劳性能较高，堆焊后轧辊性能优异，使用寿命显著提高，研究发现，堆焊金属抗氧化性，抗热疲劳及耐磨性之间存在着密切关系，提高抗氧化性能，可使堆焊金属抗热疲劳裂纹启裂能力增强，并在很大程度上抑制热疲劳裂纹的扩展，同时可减缓堆焊金属的磨损。     

喷射沉积Al-20Si/SiCp复合材料的热疲劳行为

采用V型缺口试样对喷射沉积Al-20Si/SiCp复合材料进行了热循环试验,用光学金相显微镜和扫描电镜研究了在热应力作用下的热疲劳裂纹扩展方式和形态.结果表明:热疲劳裂纹优先在V型缺口处萌生;复合材料经一定的热循环次数后随相对密度的提高,裂纹扩展速率下降;在复合材料的三大相——α-Al基体、Si相以及SiC颗粒中,α-Al基体阻碍热疲劳裂纹的扩展,裂纹非连续性扩展;裂纹扩展方式受Si相的尺寸和分布状态控制,裂纹绕过Si颗粒向前扩展以及裂纹穿过Si颗粒向前扩展是裂纹碰到Si颗粒时常出现的两种机制;SiC颗粒与热疲劳裂纹有强烈的交互作用,加强SiC颗粒与基体的界面结合有利于提高热疲劳寿命.     

热机械循环迭加对断裂寿命及断裂行为的影响

在分析热机械疲劳应力状态基础上，测定了热机械疲劳断裂寿命曲线，并研究了断裂特征行为对热机械循环迭加方式的依赖关系．蠕变裂纹萌生与疲劳裂纹扩展是在具有大应变幅的反相迭加（Ｏｕｔ０６ｐｈａｓｅ）条件下试样断裂主要机制．降低热循环范围的最低温度导致疲劳裂纹萌生及扩展，从而加速了穿晶疲劳断裂过程，降低了断裂寿命．晶界上分布的非金属夹杂物诱发沿晶开裂，但晶内夹杂物对穿晶裂纹扩展过程影响不大．减少或消除非金属夹杂物含量有益于提高工程合金断裂抗力．     

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.     

Ti/Al2O3梯度功能材料抗热震性能评价

采用热压烧结（HP）技术制备了界面结合紧密、结构完整的Ti／Al2O3梯度功能材料，并分别在1000℃、600℃温差下对其抗热冲击及抗热疲劳性能进行了研究。结果表明：在热冲击和热疲劳实验过程中材料均无梯度层间横向贯穿裂纹，没有发生失稳断裂，具有良好的抗热冲击性能和热应力缓和性能。     

镍基铸铁焊条焊缝热裂纹生成机理的探讨

本文通过金相分析证明,镍基铸铁焊条焊缝组织并非如传统观点认为的那样,为奥氏体加点状石墨,而是奥氏体加点状石墨加晶间相。晶间相包含共晶形态的石墨及其它由Ni—S—P—Si等构成的低熔点共晶。晶间相的数量、分布形态是影响热裂纹生成的基本因素。镍基铸铁焊条焊缝热裂纹具有结晶裂纹的生成机理。因此,防治措施主要应从改善镍基焊条焊缝组织形态入手。作者研制的XZ308焊条焊缝组织中晶间相具有断续、团状分布特征,因而具有较强的抗热裂能力。     

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。     

静态SHS陶瓷内衬复合喷嘴的抗热疲劳性能研究

陶瓷内衬复合管的热疲劳损伤机理不同于整体陶瓷材料,本文采用静态自蔓延法制备出陶瓷内衬复合喷嘴并进行了热疲劳性能试验,分析了影响陶瓷内衬复合管热疲劳性能的影响因素,试验表明复合管切割产生的缺口或裂纹是造成热疲劳损伤的重要原因,在热疲劳循环过程中形成的交变压应力的作用下,切割处的缺口或裂纹向里沿轴向扩展,造成热疲劳损伤和破坏.陶瓷层中的金属颗粒与陶瓷晶体之间的弱结合界面为裂纹扩展通道和内部起裂源,喷嘴的变口径处对热疲劳影响不大,通过改进生产工艺及配方,改善了内衬陶瓷层的抗热疲劳性能.     

时效状态对7020铝合金疲劳性能的影响

研究不同时效状态下7020铝合金的疲劳强度及疲劳裂纹扩展性能,并分别利用透射电镜和扫描电镜对合金的显微组织及疲劳断口进行观察分析。研究结果表明:欠时效、峰时效和过时效3种时效态合金在循环数为107次时的条件疲劳极限分别为131,114和127 MPa;欠时效合金具有最低的疲劳裂纹扩展速率,峰时效合金的疲劳裂纹扩展速率最高;随着时效程度加大,过时效合金的疲劳裂纹扩展性能有所改善;欠时效合金中可切过的GP区增加位错滑移的可逆性并促进裂纹的偏折,而峰时效合金中主要为η'相,不可切过的η'相以及较大的晶内和晶界无析出带(PFZ)之间的强度差导致疲劳裂纹容易萌生和扩展;过时效合金晶内晶界强度差减小以及相关的裂纹闭合机制使其疲劳性能得到改善。     

Thermal and microstructural characterization of a novel ductile cast iron modified by aluminum addition

In high-temperature applications, like exhaust manifolds, cast irons with a ferritic matrix are mostly used. However, the increasing demand for higher-temperature applications has led manufacturers to use additional expensive materials such as stainless steels and Ni-resist austenitic ductile cast irons. Thus, in order to meet the demand while using low-cost materials, new alloys with improved high-temperature strength and oxidation resistance must be developed. In this study, thermodynamic calculations with Thermo-Calc software were applied to study a novel ductile cast iron with a composition of 3.5 wt% C, 4 wt% Si, 1 wt% Nb, 0-4 wt% Al. The designed compositions were cast, and thermal analysis and microstructural characterization were performed to validate the calculations. The lowest critical temperature of austenite to pearlite eutectoid transformation, i.e., A1, was calculated, and the solidification sequence was determined. Both calculations and experimental data revealed the importance of aluminum addition, as the A1 increased by increasing the aluminum content in the alloys, indicating the possibility of utilizing the alloys at higher temperature. The experimental data validated the transformation temperature during solidification and at the solid state and confirmed the equilibrium phases at room temperature as ferrite, graphite, and MC-type carbides.     

稀土铸铁液相中石墨形态的研究

用等温液淬方法,研究了稀土蠕墨铸铁中初晶石墨的生长及其对共晶凝固的影响,并将其与同材料熔制的它种铸铁液淬结果进行比较。结果表明,初晶石墨多呈球状,它们随生长环境变化,可作为蠕虫状石墨(CG)、球墨(SG)的核心,共晶期间,CG 具有不同形式的结晶前和结构,似乎不受初晶的影响。     

福建地方生铁制取马氏体抗磨球墨铸铁的试验研究

讨论了利用三明生铁和马坑生铁制取的马氏体抗磨球墨铸铁的白口倾向、淬裂倾向以及防止淬裂．提高冲击疲劳抗力的措施．     

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。     

Abrasive resistance of metastable V–Cr–Mn–Ni spheroidal carbide cast irons using the factorial design method

Full factorial design was used to evaluate the two-body abrasive resistance of 3wt%C–4wt%Mn–1.5wt%Ni spheroidal carbide cast irons with varying vanadium (5.0wt%–10.0wt%) and chromium (up to 9.0wt%) contents. The alloys were quenched at 920℃. The regression equation of wear rate as a function of V and Cr contents was proposed. This regression equation shows that the wear rate decreases with increasing V content because of the growth of spheroidal VC carbide amount. Cr influences the overall response in a complex manner both by reducing the wear rate owing to eutectic carbides (M₇C₃) and by increasing the wear rate though stabilizing austenite to deformation-induced martensite transformation. This transformation is recognized as an important factor in increasing the abrasive response of the alloys. By analyzing the regression equation, the optimal content ranges are found to be 7.5wt%–10.0wt% for V and 2.5wt%–4.5wt% for Cr, which corresponds to the alloys containing 9vol%–15vol% spheroidal VC carbides, 8vol%–16vol% M₇C₃, and a metastable austenite/martensite matrix. The wear resistance is 1.9–2.3 times that of the traditional 12wt% V–13wt% Mn spheroidal carbide cast iron.     

贝氏体球铁曲轴材料的研究

本文介绍了贝氏体球铁曲轴材料的研究情况,结果表明:贝氏体球铁曲轴疲劳强度高,耐磨性好,热处理工艺简便易行,易于推广。     

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。     

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 .     

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。     

28Cr铸铁冲蚀磨损过程中碳化物及基体的作用机理

利用高速液/固双相流冲蚀磨损试验机模拟不同试验条件,对改性28Cr高铬铸铁进行了不同冲蚀速度下的抗冲蚀磨损性能研究,着重讨论了该材料奥氏体基体的形变强化机理.研究结果表明:改性28Cr高铬铸铁材料中的高硬度相碳化物发挥了优越的抗磨削作用,同时保护了基体;在34m/s和45m/s冲蚀速度下,后者的冲蚀磨损量及增加速度远大于前者的,同时相变马氏体的相对体积分数从试验前的16 3%分别增加到42 2%和73 6%,冲蚀磨损过程中亚表面变形层内基体产生的相变和位错密度增加等形变强化是该材料耐冲蚀性能优异的另一重要原因.