强化高碳当量灰铸铁组织初探

对高碳当量铁水、应用Ti、Mn复合添加,利用Ti细化石墨,增加组织中奥氏体枝晶数量、细化奥氏体枝晶及影响奥氏体枝晶分布的作用和Mn消除基体中铁素体的作用,有效地克服了高碳当量灰铸铁石墨易粗大,奥氏体枝晶数量少及基体中易产生铁素体等不利因素的影响,使其强度有较大的提高.在实验条件下,碳当量4.0~4.2%时,组织为D型石墨、20%以上奥氏体枝晶和珠光体加索氏体基体的灰铸铁,强度均在HT300牌号以上.     

A型和D型石墨合金灰铸铁断口形貌对比研究

介绍了D型石墨的合金灰铸铁在国内外的应用情况,以及试验生产A型和D型石墨Cr-Ni-Cu合金灰铸铁的方法,检查结果:A型石墨合金灰铸铁中的石墨较粗大;另外,在化学成分相近的情况下,D型石墨合金灰铸铁具有更高的抗拉强度。分析认为两种合金灰铸铁的断口主要是由于片状石墨解理以及石墨/基体之间的界面分离造成的,其中D型石墨合金灰铸铁断口表面的显微疏松更少,枝晶更发达,这正是其具有更高强度、适于制造液压元件的原因。     

灰铸铁组织综合作用的探讨

文章通过试验和借鉴文献资料,分析了灰铸铁中初生奥氏体枝晶、共晶团、石墨、碳当量和抗拉强度之间的关系。研究表明,CE(碳当量)能明显影响初生A(奥氏体)枝晶。对于未孕育铸铁,初生A量和一次轴长度、共晶团数在一定范围内都与抗拉强度有较明显的递增关系,但A量过高和一次轴过长时,强度反而降低。对于孕育铸铁,则需考虑初生A、石墨和共晶团的综合影响。本文将灰铁中初生A枝晶骨架的立体形貌分为两类:树枝型骨架和骨胳型骨架。认为CE和孕育处理对枝晶骨架的结构、形态和数量影响较大。     

灰铸铁枝晶组织对机加工后石墨形态的影响

通过化学成份检测和微观检测分析等方法,对灰铸铁组织进行分析,研究了切削加工过程中石墨的变形规律。结果表明:灰铸铁组织中石墨的变形是因基体组织的变形引起的,有枝晶的灰铸铁基体组织中珠光体片间距比无枝晶的珠光体片间距大,较大的珠光体片间距在切削加工时易引起较大的基体组织变形,导致有枝晶的灰铸铁组织中剪切区石墨沿剪切面发生规律性变形。     

模糊回归在改善高碳当量灰铸铁组织中的应用

应用模糊回归分析方法,对影响高碳当量灰铸铁强度的诸组织因素的分析表明,对强度影响最显著的因素为基体组织的显微硬度,其次为奥氏体枝晶数量、石墨片长度和共晶团数。据此提出的强化高碳当量灰铸铁组织的方案在工厂应用,已生产200t符合要求的铸件。     

D型石墨合金灰铸铁中初生奥氏体枝晶组织的SEM观察

采用光学显微镜和扫描电子显微镜分析了Cu—Cr系合金铸铁凸轮轴中的初生奥氏体枝晶的形貌特征和显微组织。研究发现，该奥氏体枝晶由片间距为约100nm的层片珠光体（屈氏体）组成。作者认为，屈氏体枝晶是D型石墨合金灰铸铁凸轮轴具有较高强度的原因。     

D型石墨含量对灰铸铁强度的影响

一、前言关于D型石墨对灰铸铁强度的影响,国内迄今为止并无人进行过系统的研究。我国机械制造行业对重要灰铸铁件中D型石墨的含量有着严格的规定。但据调查,这种规定并非都是合理的。长期以来,人们一直认为组织中出现一定量D型石墨后,机械性能就要下降,但对其原因并未进行过系统的研究。美国Wallace的实验表明,D型石墨组织的试棒比A型石墨组织的试棒具有较高的强度。     

灰铸铁研究和生产的新进展与展望

阐述高强度薄壁灰铸铁件技术的进展。要解决铸铁高强度化、薄壁化的问题，就是要在较高碳当量条件下，增加枝晶数量、细化共晶团、细化石墨和强化基体。通过控制基体的显微硬度，奥氏体枝晶数量和石墨片长度，可在w(CE)为3．9％-4．2％范围内获得高达300MPa的强度和优良的铸造性能。为提高薄壁高强度灰铸铁件的冶金质量，必须：(1)获得高温、成分稳定的铁液；(2)添加适量的Cr、Cu、Sn、Mo、Ni等元素进行低合金化；(3)选择适当的孕育剂，实施有效的孕育。除各种复合孕育剂外，采用稀土孕育，也可以获得本体强度高于300MPa的薄壁灰铸铁件。此外，还应重视微量元素的影响以及在线铁液冶金质量的监测与评估。近十多年来，由于高新技术向传统产业的渗透与融合，提高了灰铸铁件高品质化和高功能化的水平，例如对铸铁表面进行激光强化处理和半固态铸造等。     

Ti对灰铸铁件性能的影响

介绍了不同Ti量对中低CE灰铸铁件组织、力学性能和致密性影响的研究方法。试验结果表明:(1)一定量的Ti增加了铁液的过冷倾向,促进了灰铸铁件D型石墨的形成,湿型砂造型的D型石墨明显多于干型砂。(2)随着铁液中w(Ti)量的增加,中低CE灰铸铁件中D型石墨也不断增加。当D型石墨达到较高比例时,铸件中的厚大热节也大量出现D型石墨,CE较高的铸件力学性能增加;当CE降为3.66%,随着w(Ti)量增加,强度下降幅度较大。(3)随着w(Ti)量的增加,灰铸铁件的致密性下降,缩松几率明显增加。w(Ti)0.17%、w(Al)0.023%时,灰铸件缩松几率为70%。     

灰铸铁和球墨铸铁凝固过程中的几个问题

详细介绍了灰铸铁和球墨铸铁的凝固过程,包括生核过程、初生奥氏体枝晶的析出过程以及亚共晶铸铁、过共晶铸铁、共晶铸铁的形成过程。阐述了初生奥氏体枝晶的形态和初生奥氏体枝晶对铸铁性能的影响以及对初生奥氏体枝晶的控制。分析了灰铸铁和球墨铸铁的共晶转变过程以及石墨的晶核。最终得出:(1)对于灰铸铁,组织中枝晶所占的体积分数提高,铸铁的强度随之提高;(2)对于球墨铸铁,初生奥氏体枝晶的数量和枝晶间距,对石墨球的形态、尺寸和分布状况有重要的影响;(3)将w(Al)量控制在0.005%~0.01%,既促进灰铸铁石墨生核,又不会诱发针孔缺陷;(4)采用含S、O的孕育剂可以使球化率提高、石墨球数增多、石墨球尺寸减小,从而提高球墨铸铁质量。     

灰铸铁的凝固

本讲结合作者的实验工作着重讨论在灰铸铁凝固时奥氏体枝晶的结晶问题,以期有助于提高控制灰铸铁质量的水平。文献指出,评定灰铸铁组织的好坏,可从以下五个方面考虑:①要有一定数量的坚固的奥氏体枝晶骨架;②要有足够多的共晶团数;③石墨片以细小的 A 型为好;④奥氏体的转变产物应是百分之百的珠光体;⑤珠光体的片间距愈细愈好。通过大量的试验研究,铸造工作者愈来愈认识到灰铸铁组织中的奥氏体枝晶骨架可能是直接或间     

国家标准《灰铸铁金相检验》解读

1 标准的历史概况 灰铸铁是指金相组织中石墨呈片状的铸铁.灰铸铁具有优良的铸造工艺性,断屑性好,适合高速切削;炉料要求相对宽松,熔化温度较低,生产简便、成本低;减震性、减摩性好,抗压强度高等特点,适合铸造薄壁、复杂铸件;故在铸造材料中的用量最大. 我国最早的灰铸铁金相检验标准是JB 2264-1978《灰铸铁金相》,该标准将石墨形状按特征分为A型石墨:片状石墨均匀分布;B型石墨:片状与点状石墨聚集成菊花状;C型石墨:部分带尖角块状、粗大片状初生石墨及小片状石墨;D型石墨:点状和片状枝晶间石墨呈无向分布;E型石墨:短小片状枝晶间石墨呈有方向分布;F型石墨:星状(或蜘蛛状)与短片状石墨混合均匀分布.石墨长度按ASTM标准分为八级.     

Sb对水平连铸大直径灰铁型材断面敏感性的影响

采用合金化方法研究了微量Sb对185mm大截面A型和D型石墨的水平连铸灰铸铁型材基体组织及断面敏感性的影响。结果表明,微量Sb合金化可有效提高大断面D型或A型石墨铸铁型材基体组织中的珠光体含量,有利于提高型材断面硬度绝对值、抗拉强度,降低型材断面的硬度差,改善铸件的断面敏感性。     

水平连铸灰铸铁型材的组织特点及其对强度的贡献

水平连铸灰铸铁棒材中的点状石墨具有接近蠕虫状或珊瑚状石墨的形貌。对拉伸断口的分析,进一步展示了石墨和奥氏体枝晶在材料断裂中的行为,也证明了细小点状石墨和长度长且枝干发达的奥氏体枝晶是使水平连铸灰铸铁型材强度提高的主要原因。     

钒钛对灰铸铁制动鼓组织性能的影响

钒、钛都是强碳化物形成元素。研究了钒、钛元素的加入,对灰铸铁制动鼓组织性能的影响。通过对普通制动鼓和加入0.17wt%钒、0.08wt%钛的钒钛制动鼓的金相及力学性能检测,结果表明,碳元素的扩散受到了阻碍,从而抑制了石墨的长大,使得A型石墨含量减少,D型石墨含量增多,石墨的长度变短,削弱了A型石墨对基体的割裂作用。同时,钒和钛生成的碳化物能起到细化晶粒和强化基体组织的作用,显著提高了灰铸铁的抗拉强度及耐磨性,使制动鼓的使用性能大大提高。     

基于正交试验法研究开发的缸盖用灰铸铁材料

运用正交试验设计方案,通过四因素三水平的试验数据,进行极差分析和合金元素对性能的排序分析,开发出新型缸盖用灰铸铁材料。结果表明:在不同合金成分的Cu Cr Mo Sn灰铸铁中,片状石墨形态各异(以A型石墨为主,局部出现少量的D、E型石墨),分布比较均匀。CuCrMoSn合金元素可明显强化基体的组织,改善基体中珠光体的含量,增加基体组织中小尺寸的片状石墨的数量,加大石墨的弯曲程度。综合考虑硬度、抗拉强度、伸长率,用于新型缸盖的高强度灰铸铁的最优合金化元素的组合为:0.4%～0.8%Cu、0.2%～0.4%Cr、0.4%～0.6%Mo、0～0.06%Sn。     

制动盘用灰铸铁热疲劳性能的研究

灰铸铁具有优良的导热性、良好的耐摩性,是制动盘的主要材质。对3种碳当量较高的灰铸铁组织及性能进行了测定和分析,采用板状带V型缺口试样,通过循环加热、冷却的方法研究热疲劳性能。结果表明:碳当量比较低、石墨数量少,即使强度和硬度比较高,抗热疲劳性能也较差;当基体以珠光体为主时,碳当量高且含有一定量D型石墨的灰铁抗热疲劳性能好。     

灰铸铁研究与生产的最新进展及展望

灰铸铁在铸件生产中占有最重要的地位,高强度薄壁灰铸的研究与生产水平是制约铸铁发展的主要因素。通过提高基体显微硬度、增加组织中奥氏体枝晶数量、细化石墨、细化共晶团等综合措施,可在碳当量３．９％￣４．２％的范围内获得强度达３００ＭＰａ、铸造性能较ＨＴ３００优良的灰铸铁。采用高碳当量、适当的低合金化和加强孕育处理可以有效地生产、发动机缸体和缸盖等薄壁高强度灰铸铁件。先进制造技术对传统产业的渗透与 融合正     

高强度合金灰铸铁件缩松形成原因与防止措施

介绍了高强度合金灰铸铁件的缩松缺陷情况,描述了铸件缩松的形貌特征,分析讨论了缩松的形成原因,并得出以下结论:(1)高强度合金灰铸铁件由于CE较低,含有较高的Cr、Mo、Ni元素,铁液在凝固过程中初生奥氏体枝晶发达,容易产生缩松;(2)高强度合金灰铸铁件缩松区域内部有发达的奥氏体枝晶末梢,内部无非金属夹杂物;(3)适当提高CE、降低浇注温度、增强孕育效果,可以减小缩松倾向,同时良好的孕育还可以促进A型石墨形成;(4)对浇注系统进行优化,增加横浇道截面积并采用横浇道压边工艺,加强顺序凝固,可以有效消除缩松缺陷。     

钒钛生铁提高Cr-Cu-Mo可淬硬铸铁凸轮轴强度和硬度的机理

研究钒钛生铁和球铁生铁对Cr-Cu—Mo可淬硬铸铁凸轮轴显微组织和性能的影响，讨论了D型石墨的形成机理以及D型石墨灰铸铁凸轮轴具有较高强度和较高硬度的原因。研究表明，采用74％钒钛生铁＋26％球铁生铁生产的凸轮轴的显微组织由95％以上的珠光体和少量渗碳体组成，石墨形态为D型，凸轮轴的本体铸态抗拉强度和硬度分别为302—327MPa和248—263HB；全部采用球铁生铁生产的凸轮轴的显微组织也由95％以上的珠光体和少量渗碳体组成，石墨形态为较粗大的A型，凸轮轴的本体铸态抗拉强度和硬度分别为202。238MPa和220～237HB；采用77％球铁生铁＋23％钒钛生铁时，凸轮轴的显微组织仍然由95％以上的珠光体和少量渗碳体组成，石墨形态为较细小的A型，凸轮轴的本体铸态硬度和抗拉强度分别为237～273HB和241～250MPa。扫描电镜分析发现，含钛D型石墨灰铸铁的显微组织中有20％-30％的初生奥氏体，这些初生奥氏体与一般的D型石墨灰铸铁中的初生奥氏体不一样，它们在随后的固态相变过程中全部转变成了片间距约为100nm的珠光体。这种不含石墨的珠光体的强度和硬度（高于346HV）都较高，因而是含钛D型石墨灰铸铁具有较高强度的原因。