铬系白口铸铁中碳化物的电化学行为研究

为研究铬系白口铸铁在腐蚀介质中的相间腐蚀机理及铬系白口铸铁中碳化物的电化学行为,配制了３种典型铬系白口铸铁,应用改进了的提取相表面富集法制备了碳化物试样,测定了共晶碳化物的腐蚀速度及其电化学行为。试验结果表明：铬系白口铸铁中共晶碳化物的极化曲线既没有活化区,也没有过钝化区,一直处于自钝化状态;Ｍ７Ｃ３型碳化物比Ｍ３Ｃ型碳化物更耐蚀,更稳定。     

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。     

稀土元素对含铬白口铸铁中共晶碳化物生长的影响

文中研制了一套高温度梯度的区域熔化定向凝固装置,能在工业用共晶成份的含铬白口铸铁试样中,得到平整的液—固界面;并由于在液态保持的时间较短,故可保留稀土变质处理的效果.使用这种装置研究了低铬(4%Cr)白口铸铁和高铬(20%Cr)白口铸铁中共晶碳化物的生长,以及稀土元素的存在对其造成的影响.在低铬白口铸铁中,随着稀土元素的加入,使共晶凝固时的领先相由基本上是碳化物变为基本上是奥氏体,并由于生长过程中,奥氏体在碳化物前端相互搭桥,使许多板状碳化物转变成板条状和杆状,稀土元素含量愈高,转变的份额愈多;高铬铸铁的共晶凝固与低铬铸铁不同,即使在不含稀土元素的情况下,亦主要是奥氏体为领先相,加入稀土元素对共晶生长时的领先相及碳化物的形貌没有明显的影响.     

铬—钼—铜马氏体白口铸铁的试验研究

本文介绍了一种可以代替镍硬铸铁的新抗磨合金——铬—钼—铜马氏体白口铸铁。研究了铸态和热处理态的组织和性能,探讨了含碳量及钼、锰合金元素含量对组织和性能的影响。着重研究了在热处理过程中二次碳化物的析出和溶入规律及淬火加热温度对组织和性能的影响;并拟订了合适的淬火工艺规范。对铬钼铜马氏体白口铸铁的软化退火工艺及切削加工性能亦进行了探索。同时在试验室条件下,对抗磨粒磨损的耐磨性进行了试验研究,并与高铬白口铸铁、镍硬铸铁及普通白口铸铁进行了对比。根据试验研究结果,试制了LM10/750平盘磨煤机辊套,正在电厂生产实践中进行运转考验。     

塑性变形和热处理工艺对白口铸铁组织及性能的改善

大于2.11％C的白口铸铁中含有大块且又分布不均匀的渗碳体,其塑性和韧性很差。本文采用塑性变形及热处理等4种方法,最终得到了细小碳化物均匀分布在铁素体基体上的理想组织。具有这种球化组织的铸铁,强韧性有了提高,且在650～850℃温度范围变形表现出良好的超塑特性。     

稀土硅铁对高铬白口铸铁组织及性能的影响

为了解决高铬白口铸铁的脆性会严重降低其使用寿命问题,因此降低高铬白口铸铁的冲击脆性提高其韧性具有重要的现实意义.通过对大量实验数据的分析,研究高铬白口铸铁采用不同量稀土硅铁合金变质处理后,高铬白口铸铁组织和性能的变化.实验结果表明适量稀土硅铁使高铬铸铁组织细化,碳化物形态改善,适当的稀土硅铁可获得韧性和耐磨性的良好配合,延长高铬白口铸铁的使用寿命.     

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。     

中锰白口铸铁热塑性变形规律的探讨

为开发磨球成形新工艺——水平连铸白口铸铁棒材斜轧成球的工艺。采用高温压缩、高温扭转试验方法，研究了中锰白口铸铁的高温塑性变形能力，测定了温度与极限变形率，温度与变形抗力的关系曲线。对塑性变形后的组织进行了分析。结果表明：中锰白口铸铁在８５０～１０００℃具有良好的塑性变形能力，热塑性变形后碳化物成断网状和孤立块状，从而可使中锰白口铸铁的韧性提高     

可锻铸铁铸态组织形态控制的研究

研究了可锻铸铁白口铸坯凝固组织的差异与控制。通过对白口铸铁态组织中的各种共晶碳化物的形态、数量,白口组织晶粒大小,铸态珠光体组织形态的控制以改善白口组织;并探讨了铸态石墨形态、数量、大小与可锻铸铁铸态组织形态的关系以及对可锻铸铁石墨化退火的影响。     

抗磨白口铸铁的合金化和变质处理的研究

白口铸铁是一种重要的抵抗磨损的金属材料。其抗磨性决定于硬度,强度和韧性的综合性能指标因而与其组织组成物的结构,显微硬度,相对数量,分布及内聚强度都有密切的关系。铸态组织就是高显微硬度的碳化物孤立地分布在马氏体基体时较为理想,而合金化和变质处理的正确选用是最经济合理地获得理想组织的关键。 从我国资源出发,锰合金化是有前途的但为扬长避短,锰含量不宜过高,而为获得铸态马氏体组织应辅加铜、铬、钼、硼等多种合金元素。硼的加入可以提高锰白口铸铁的淬透性,碳化物的显微硬度和整体硬度。合适的硼加入量既可得到上述效果而又不降低韧性。硼在镍铬白口铸铁中也可以提高碳化物的显微硬度。硼的加入使白口铸铁中碳化物的数量增多。 采用包内变质处理的方法而不用高合金化的方法改变碳化物的分布,经济合理而且简便可行。稀土变质处理能使碳化物成为紧实的板块状而不是成为粗的网状聚合物,使韧性显著提高(α_k=0.8公斤-米/厘米~2)。硼的加入能使碳化物成为方块形。但如何控制工艺参数保证获得应有的变质效应的试验研究工作还需继续。     

用Mo＋C和W＋C双离子注入H13钢制备表面优化复合层的研究

首次给出了Ｍｏ＋Ｃ和Ｗ＋Ｃ双离子注入Ｈ１３钢合成优化表面层机理的研究结果，包括表面薄碳膜和弥散硬化层的形成。电镜中观察到这些离子注入时晶粒细化和密集位错的出现，同时在晶界间析出相以ＭｏＣ为主，在晶界内析出相则以Ｆｅ２ＭｏＣ和ＭｏＣ为主；这将使晶界强化和位错强化效果增强。Ｘ射线衍射分析表明，注入层中出现了弥散的ＦＥ２Ｃ，Ｆｅ５Ｃ２，ＦｅＭｏ，Ｆｅ３Ｍ０２，ＭｏＣ，ＭｏＣｘ，Ｍｏ２Ｃ，Ｆｅ２ｗ，Ｆｅ７Ｗ６，ＷＣ和Ｗ２Ｃ相。由于这些弥散相的存在使注入层硬度和抗磨损效果均有明显的提高。首次用俄歇分析观察到表面有一层碳膜存在，这将引起表面的自润滑效果。     

超高分子量聚乙烯磨损性能的研究

采用超高分子量聚乙烯、铸钢ZG20MnSi、Fe-05电弧熔焊、Ni60热喷焊4种材料，在HT200灰铸铁为摩擦副无润滑条件下，进行磨损试验。试验结果表明：超高分子量聚乙烯材料的磨损性能比铸钢ZG20MnSi高4.96倍；比Fe-05电弧熔焊材料磨损性能低9.8倍；比Ni60热喷焊材料磨损性能低4.5倍。从而为超高分子量聚乙烯替代金属材料在工程中的应用提供了依据。     

Fe-C-Cr-Mn系亚稳奥氏体基铸造合金的耐磨性研究

采用ＭＭ２００磨损试验机、Ｘ射线衍射仪、扫描电镜、透射电子显微镜等研究了Ｆｅ－Ｃ－Ｃｒ－Ｍｎ等亚稳奥氏体基铸造合金的耐磨性、结果表明：在摩擦损过程中,表层亚稳奥氏体应力诱发大量的位错,层错和α马氏体相变,并且它们与奥氏体组织有很好的强韧性匹配。从亚表层到磨损表面方向的硬度逐渐增加,具有梯度分布特征,使材料耐磨性大大提高,优越于２５Ｃ马氏体基白口铸铁。     

离心铸造对白口铁抗冲击磨损性能的影响

通过冲击磨损试验研究了离心铸造白口铁与重力金属型铸造白口铁的抗冲击磨损性能。结果表明，离心铸造白口铁的抗冲击磨损性能高于金属铸造的白口铁，并且在高冲击功条件下尤为显著。     

钒对中铬白口铸铁组织和性能的影响

研究了钒对中铬白口铸铁的组织与性能的影响.采用SEM与EDS对试样进行了组织与成分分析,并测定了试样的冲击韧性、硬度等力学性能.结果表明:随着V含量的增加,中铬白口铸铁的组织得到细化,冲击韧性得到改善;当V的加入量增加至4%(质量分数)时,基体上弥散分布大量VC颗粒,使得材料有潜在的良好的耐磨性能.     

亚共晶白口铸铁热塑性变形的试验研究

本文采用高温压缩，高温扭转试验方法，研究了亚共晶白口铸铁的高温塑性变形能力：测定了温度与极限变形率以及温度与变形抗力的关系曲线，对热塑性变形后的组织进行了观察与分析。结果表明：亚共晶白口铸铁在８５０～１０００℃具有良好的塑性变形能力，热塑性变形后碳化物由网状变成断网状，孤立块状，从而可使亚共晶白口铸铁的韧性得到提高。     

铌对高铬白口铁组织和硬度的影响

本文主要论述了以奥氏体及索氏体为基体的高铬白口铁的组织和高温硬度。研究结果表明，铌的加入能有效地提高高铬白口铁的高温硬度。