低温石墨化退火对低钼、低镍球墨铸铁组织和力学性能的影响

对含钼0.25%,含镍0.2%~0.8%的球墨铸铁进行低温石墨化退火,测试了其力学性能,并对显微组织和冲击断口进行观察和分析.结果表明:添加少量钼和镍后铸态球墨铸铁中铁素体含量增加,冲击韧度提高50%以上,强度和硬度下降;进行低温石墨化退火后球墨铸铁中珠光体逐渐转变成铁素体,与铸态相比冲击韧度有大幅度提高,冲击吸收功最多增加500%,冲击断口存在较多的撕裂岭和少量韧窝;此外,添加钼和镍后,不同的退火工艺下试样的力学性能参数比较稳定,波动小.     

影响解理断裂应力σ_f~*测定因素的分析

一般,解理断裂应力σ_f~*的测定是借助于Griffiths-Owen对软钢材料V形缺口四点弯曲试样缺口顶端的应力——应变场有限元分析结果。本文研究非软钢材料,如果σ_f~*的计算仍采用对软钢材料的有限元分析结果,那末,屈服强度σ_y、硬化指数n和断裂时的应变ε_f~*对σ_f~*会产生什么样的影响?对于试验中所用的非软钢材料,用本文作者的有限元分析结果,精确测定了解理断裂应力,同时又用Griffirhs-OWen的有限元分析结果计算这种解理断裂应力,将两种结果比较后发现,钢材的韧性越高,它们之间的差别也越大.为此,本文对解理断裂应力测定的影响因素也进行了分析.     

焊接接头低温断裂参量的研究

测定不同焊缝比例的Ｃ—Ｍｎ钢焊接接头的４ＰＢ试样和ＣＯＤ试样低温断裂参量,比例小于一定值时解理裂纹起裂于母材各区,韧性可以用σｆ／σｙ较窄的分散带表征;当焊缝金属比例大于一定值时,解理裂纹主要起裂于焊缝的过热区或亚临界再热区,韧性也可用相应的σｆ／σｙ较窄的分散带表征,而且σｆ／σｙ值和４ＰＢ断裂能量Ｅ,ＣＯＤ试样的ＣＯＤ值下限有明确的对应关系,说明可用分散度小的σｆ／σｙ表征一个微观不均匀的焊接接头的韧性     

缺口根半径对解理断裂应力σ_f的影响

采用有限元方法计算了不同根半径缺口弯曲试样缺口前的应力应变分布,通过测定解理断裂点距缺口根部的距离,精确测定了解理断裂应力。当根半径从0.25变化到1.0时,断裂载荷及应力分布有明显的变化,但基本不变。不同根半径试样的临界解理事件均是由铁素体尺寸的微裂纹向周围基体的扩展,因此,主要取决于铁素体晶粒尺寸而不是为找到适合薄弱组织所需的高应力体积。解理断裂点不一定在最大主应力处,其位置与缺口前应力应变的相对分布及薄弱组织的随机分布有关。材料的(为屈服强度)越高,断裂载荷越高,在缺口试样中是一个有用的韧性评价参量。     

微观组织对高速车轮钢解理断裂应力的影响

利用不同奥氏体化温度和冷却速率对碳质量分数为0.54%高速车轮钢进行热处理,得到具有不同晶粒尺寸和珠光体片间距微观组织的试样.在-120~20℃温度下对具有不同微观组织的拉伸试样和三点弯曲(3PB)缺口试样进行测试;采用二维平面应变有限元计算三点弯曲缺口试样缺口前的应力分布;利用扫描电镜对3PB试样断口进行观察并测量解理起裂源的位置;测定不同微观组织车轮钢试样的解理断裂应力.在扩展控制断裂机制下,微观组织对车轮钢的解理断裂应力具有明显影响,晶粒尺寸和珠光体片间距越小解理断裂应力越高.细化晶粒使未扩展微裂纹的特征长度减小,细化珠光体片间距有助于提高珠光体的有效表面能,从而使得解理断裂应力提高.     

复杂应力状态下球墨铸铁断裂试验的断口分析

通过对复杂应力状态下LZQT400-15球墨铸铁断裂破坏试验试件断口的宏观以及细观分析,得到了不同应力状态下球墨铸铁的断裂形式：单向拉伸时为正断,单轴压缩时为无孔洞影响的剪切断裂,纯扭时为有孔洞影响的剪切断裂,拉/扭组合时为混合型断裂。探讨了各种断裂形式内在的断裂机理及裂纹的形成与扩展过程。     

调质态07MnNiMoDR钢脆性断裂机制及冲击功离散性

测试了调质态07MnNiMoDR钢的冲击功,研究了其在DBTT区间的脆性断裂机制.结果表明,调质态07MnNiMoDR钢在DBTT区间的解理断裂由贝氏体束尺寸控制;存在一个临界尺寸,当形成于贝氏体束内的微裂纹尺寸达到这个临界值,并在正应力作用下穿过贝氏体束界扩展至相邻贝氏体束时,发生脆性解理断裂.另外,在DBTT区间的冲击断裂过程中,粗大贝氏体束的离散分布将使得脆性断裂载荷值不稳定,并最终导致冲击功出现离散.因此,通过控制调质态07MnNiMoDR钢中贝氏体束尺寸并使其均匀分布,能够有效提高其在DBTT区间的冲击功及降低冲击功离散性.     

强激光冲击波作用下Al2O3陶瓷材料的断裂特征

使用激光冲击对Al2O3陶瓷进行了冲击试验,并通过扫描电子显微技术,对陶瓷材料在强激光冲击下的断口形貌进行了分析．发现随激光能量的变化。陶瓷出现不同的断裂特征．在高能量激光冲击下,试样宏观上出现中心裂纹,其微观主要仍以沿晶断裂和穿晶解理所形成的脆性断裂模式为主;但在激光能量降低到一定程度的情况下,脆性陶瓷材料在拉伸波作用下出现锥形断裂,而微观上也出现一定的塑性滑移特征,主要表现为晶界处出现大量的滑移线;在更低能量下陶瓷未出现破裂,硬度分析结果显示具有微观塑性变形强化现象．     

球墨铸铁QT500-7空压机轴异常断裂失效分析

通过扫描电镜对球墨铸铁QT500-7空压机轴的断口形貌、石墨形态和显微组织等进行观察,发现轴的断裂模式为疲劳断裂,球化不良、石墨漂浮和晶粒粗大等缺陷是造成异常断裂的主要原因。另外,在轴键槽的接刀痕处和轴螺纹根部产生应力集中也会在服役过程中诱发多源启裂,导致其发生脆性断裂失效。研究认为,应采取加强炉前检测与金相理化分析、合理设计轴件结构、避免在轴上高载荷区切制螺纹等预防改进措施,保证球墨铸铁轴的质量。     

铜钼奥贝球铁疲劳断裂初探

分析了低合金化铜钼奥贝球铁弯曲疲劳源，其主要分布在试样边缘，由夹杂物和显微孔洞引起．疲劳裂纹扩展符合F-R模型，瞬时断裂区表现为准解理断裂．     

含砷稀土镁球墨铸铁的石墨形态

研究了含砷生铁在电炉熔炼条件下, 加入稀土镁硅铁合金的铸铁中石墨形态特点及砷的分布规律。结果表明, 砷既有干扰石墨球形成, 诱发水草形、松枝形石墨析出的作用,也有使石墨球更加圆整的作用; 石墨形态的变化还与试样尺寸有关     

奥氏体-贝氏体球铁J_R阻力曲线测定

本文用J_R阻力曲线初步研究了奥氏体-贝氏体球铁的延性断裂韧性的测定。韧性实验表明:奥氏体-贝氏体球铁的断口,宏观结构呈脆性断口,微观结构呈韧性断口,即主要形成韧窝断口。实验结果表明用J_R阻力曲线测定其断裂韧性是适宜的。     

铸态铁素体球墨铸铁的疲劳门槛值

通过合理地控制孕育条件和冷却速度，获得了化学成分基本相同，而石墨大小、数量互异的铸态铁素体球铁试样，测定了它们的疲劳门槛值△Ｋｔｈ。结合裂纹附近的金相组织分析发现：在球化良好的情况下，△Ｋｔｈ值有随单位面积石墨球微量Ｎ的减少而增大，或随平均石墨间距Ｓ和平均石墨球径Ｄ的增加而增大的趋势，通过简化的力学模型对这种有悖于一航强度变化规律的反常特性进行了分析讨论，并作了相应的解释。     

奥氏体-贝氏体球墨铸铁的组织和性能

本文研究了一种新型球铁,即高强度、高韧性奥氏体-贝氏体球铁。通过正交试验选择热处理参数,并进一步考察了不同等温淬火温度和时间对组织和性能的影响。为了考察奥氏体-贝氏体球铁的可靠性和使用寿命,还进行了延性断裂韧度与接触疲劳性能的试验。实验结果表明,奥氏体-贝氏体球铁具有很好的断裂韧性和接触疲劳强度。本文还探讨了奥氏体-贝氏体球铁性能优异的原因。     

Surface Graphite Degeneration in Ductile Iron Castings for Resin Molds

The objective of this paper is to review the factors influencing the formation of degenerated graphite layers on the surfaces of ductile iron castings for chemical resins-acid molding and core-making systems and how to reduce this defect. In the resin mold technique the sulphur in the P-toluol sulphonic acid （PTSA）, usually used as the hardener, has been identified as one factor causing graphite degeneration at the metalmold interface. Less than 0.15% S in the mold （or even less than 0.07% S） can reduce the surface layer depth. Oxygen may also have an effect, especially for sulphur containing systems with turbulent flows in the mold, water-bearing no-bake binder systems, Mg-Silica reactions, or dross formation conditions. Despite the lower level of nitrogen in the iron melt after magnesium treatment （less than 90 ppm）, nitrogen bearing resins have a profound effect on the frequency and severity of surface pinholes, but a limited influence on surface graphite degeneration.     

液态密度亏值对球墨铸铁收缩的影响

实验测定了化学成分、浇注温度、铸件模数和铸型刚度对球墨铸铁收缩特性的影响。对球铁试样的重量、缩孔体积和轮廓膨胀与灰涛铁进行了对比:在相同工艺条件下,球铁件的重量比形状及尺寸相同的灰铸铁件轻约百分之一,提出了球墨铸铁液态密度亏值的新观点,讨论了液态密度亏值对球墨铸铁收缩的影响、球铁凝固的外形尺寸变化和无冒口铸造。     

显微激冷与大断面球铁的凝固行为

本文用对经试验的方法，研究了１０％的白口球铁丸显微激冷对大断面球铁模拟试样组织和性能的影响，分析了显微激冷在改善大断面球铁凝固行为中的独特作用。指出了应用这种方法从根本上解决大断面球铁凝固过程中的时间效应和空间（断面）效应的可能性。     

球墨铸铁断口纵剖面线的分形与维谱研究

应用Ｓ６００数字图像处理系统提取球墨铸铁断口纵剖面线，根据经典的Ｍａｎｄｅｌｂｒｏｔ分形模型和Ｕｎｄｅｒｗｏｏｄ修正分形模型对其分形特性进行了研究；为了揭示更丰富的断口特征信息，提出了纵剖面线分维谱模型及有关特征参数，在全尺度范围内研究了三种球墨铸铁断口纵剖面线分形分布的统计规律。     

激光表面硬化对球墨铸铁的组织与滑动磨损性能的影响

将一种铜钼球墨铸铁经正火及经633K等温淬火后，研究了激光表面硬化对它们的组织与滑员性能的影响。滑动磨损试验方法为在接触应力下与经热处理到HRC62－64的GCr15钢对磨。结果显示对于等温淬火球铁，激光硬化层中马氏体片的尺寸与基体奥氏体－贝氏体中的铁素体板条尺寸相近，认为这是一种组织遗传现象，研究结果还表明奥贝球铁的耐磨性优于珠光体球铁，而激光表面硬化可以进一步提高两种基体铸铁的磨损性能。