硅对蠕墨铸铁热分析特征值及蠕化率的影响

试验设计了5种不同硅含量的蠕墨铸铁铁液,分析了硅含量对蠕墨铸铁凝固的热分析曲线特征值TEU、TER、△Tr和蠕墨铸铁蠕化率的影响。试验结果表明:(1)在本次试验的硅含量范围内,蠕墨铸铁热分析曲线的特征值TEU和TER先是随着硅的增加而上升,然后,变化不明显;(2)蠕墨铸铁共晶温度回升特征值△Tr随着硅含量的增加呈下降趋势;(3)随着硅含量的提高,蠕墨铸铁中蠕虫状石墨数量减少,球状石墨数量增多,蠕化率降低。     

钒钛蠕墨铸铁的力学性能分析

以钒钛生铁为原材料经蠕化处理后得到钒钛蠕墨铸铁.测试了钒钛蠕墨铸铁的力学性能,评估了其石墨形态和基体组织,通过扫描电镜观察并分析了显微组织和断口形貌.结果表明:钒钛蠕墨铸铁金相组织中蠕化率和基体中的珠光体含量均较高,具有优良的常温力学性能,钒钛元素在蠕墨铸铁中以钒钛碳化物及固溶干渗碳体的形式存在,钒钛等合金元素对蠕墨铸铁力学性能的影响有有利的一面,也有不利的一面,钒钛蠕墨铸铁拉伸试样最终呈韧-脆混合断裂.     

外刊选摘

蠕墨铸铁的蠕化剂中由于含有硅、钛、铝等元素,所以其基体中多存在铁素体。这对要求耐磨的零件是不利的,本文研究了锰、锑、锡、铜对蠕墨铸铁组织和性能的影响。试验结果得出:在石墨球化率一定(40-50％)的情况下,随铜、锰含量的增高,基体中珠光体量增加,抗拉强度和硬度提高,随着锡和锑的增加,基体中珠光体量急剧增加,硬度升高,但是抗拉强度变化不大。锡、锑量增加到某一程度后,抗拉强度急剧下降。对于要求抗拉强度在40Kg/mm~2以上,延伸率2％以上,珠光体80％以上的耐磨蠕墨铸铁,建议含有Mn>2％,Cu2％,Sn0.1％,Sb0.05％。     

蠕墨铸铁冲击韧性的研究

本文研究了硅、磷含量,基体组织及温度对蠕墨铸铁冲击韧性的影响。结果认为:1.随硅、磷含量的增加,蠕墨铸铁的冲击韧性下降,但磷的影响比硅强烈,低温时尤其明显;2.正火处理后,基体组织中珠光体含量增加,冲击韧性下降。珠光体基体的蠕铁,在-75°—400℃的范围内,表现为脆性断裂;3.蠕铁的韧性——脆性转变温度铸态和退火态均随磷含量的增加而升高。     

石墨形态及金相组织对蠕墨铸铁力学性能的影响

试验浇铸了5种化学成分基本相同,但蠕化率及金相组织均不同的蠕墨铸铁试样,通过金相、拉伸及硬度等试验,对蠕墨铸铁的蠕化率、石墨形态、金相组织、抗拉强度及布氏硬度进行了测定。研究了蠕化率≥80%的情况下,蠕墨铸铁的蠕化率、石墨形态及金相组织对其抗拉强度和硬度等力学性能的综合影响及机理。结果表明,当蠕化率≥80%的情况下,蠕化率的变化并不能显著影响蠕墨铸铁抗拉强度和硬度等力学性能,降低石墨长宽比可以有效提升蠕墨铸铁抗拉强度和硬度;当蠕化率≥80%且石墨长宽比为5~9的情况下,珠光体体积分数对蠕墨铸铁抗拉强度和硬度等力学性能的影响最显著。珠光体体积分数越高,蠕墨铸铁的抗拉强度和硬度等力学性能越好。     

合金元素Mo对蠕墨铸铁高温强度的影响

采用单因素法、光学金相、扫描电镜、力学性能测试等手段,研究了添加0~0.8%合金元素Mo对蠕墨铸铁显微组织、不同温度下(室温、400℃和500℃)的力学性能、强度比(高温强度/室温强度)的影响规律。结果表明:Mo不影响石墨形态和蠕化率,略微增加珠光体含量并固溶强化基体中的铁素体和珠光体;随Mo含量的增加,其抗拉强度、屈服强度均增加,但伸长率降低;Mo能有效提高蠕墨铸铁的高温力学性能,尤其是提高高温/室温强度比,提高高温屈服强度,含0.8%Mo的蠕墨铸铁的400℃/室温的屈服强度比由0.83增加到0.94,500℃/室温的屈服强度比由0.7增加到0.84。     

蠕化率对蠕墨铸铁高周疲劳性能的影响

对不同蠕化率的蠕墨铸铁进行了室温轴向拉压的疲劳试验,对显微组织进行了观察,对拉伸性能进行了测试,研究了高周疲劳性能及疲劳断裂机理研究了。结果表明,随着蠕化率的升高,蠕墨铸铁的抗拉强度和条件疲劳极限下降。当珠光体含量在87%左右,蠕化率从53.9%升高至92.62%时,石墨团簇直径从330μm增加到730μm,抗拉强度从665 MPa降低到440 MPa,减小了34%,疲劳极限从223 MPa降低到160 MPa,减小了28%;蠕墨铸铁的裂纹是在石墨处或脱粘处开始萌生并沿团簇扩展,珠光体对裂纹扩展有阻碍作用;石墨团簇是疲劳寿命的主要影响因素,石墨团簇越小,分布越均匀,疲劳寿命越高。     

Ti和截面尺寸对蠕墨铸铁力学性能和显微组织的影响

在球墨铸铁中Ti是一种反球化元素同时也是碳化物形成元素，另一方面增加铸件的尺寸可以有效降低冷却速度，作用与Ti的白口倾向相反，本研究的目的就是研究这两种因素在改善蠕墨铸铁生产中的复合效果，同时也研究了铸件壁厚对基体组织的影响，试验发现，当铸件壁厚在30mm，65mm和80mm变化时，不管有没有添加Ti，蠕化率都会增加，而珠光体含量下降，但是添加Ti(加入量为0.15%），可以有效促进蠕墨铸铁的形成，使蠕化率增加10%，同时增加了基体组织中珠光体的含量，这一结果是在30mm的铸件上测得的，添加Ti的蠕墨铸铁布氏硬度，伸长率，冲击韧度都有所下降，这可能是由于蠕化率越高，裂纹越容易扩展，与非合金化的铸铁相比，无论是哪种壁厚的铸件，断裂韧度都随着强度增加，这是由于基体组织中珠光体含量增加的效果超过了蠕化率增加造成的强度下降。     

Sn对蠕墨铸铁组织与抗热疲劳性能的影响

研究了Sn含量对汽车制动鼓用蠕墨铸铁中蠕墨数量、形态、基体组织以及抗热疲劳性能的影响规律。结果表明,Sn可以明显改变蠕铁中的珠光体含量,对蠕化率无明显影响,可以改变蠕铁热疲劳性能。Sn含量为0.06%(质量分数,下同)时,珠光体含量最高为95%,片层间距为0.07μm。Sn含量增加时,石墨轴比率逐渐上升,石墨变得细长且分叉增多。在20~600℃循环条件下,含0.06%Sn时蠕铁的热疲劳裂纹长度最短,抗热疲劳性能最好。     

稀土蠕化剂对蠕墨铸铁石墨形态和性能的影响

对以云南地方生铁为主要炉料的铁液,搭配使用稀土硅铁合金和稀土镁合金作为蠕化剂,研究了稀土蠕化剂加入量对蠕墨铸铁石墨形态和性能的影响。研究结果表明,随着稀土蠕化剂加入量的增加,铁液中稀土残留量逐渐增加,石墨形态从片状逐渐向球状过渡,抗拉强度和硬度逐渐上升。实践证明,通过合适的蠕化处理工艺,云南地方生铁铁液可以获得组织和性能较为理想的蠕墨铸铁。     

珠光体含量对蠕墨铸铁高温力学性能和热物理性能的影响

通过不同的热处理方法得到不同组织蠕墨铸铁,研究基体中珠光体含量对蠕墨铸铁不同温度下力学性能和热物理性能的影响。结果表明:珠光体含量为40%~60%时,珠光体的分散度高且分布均匀;随珠光体含量的增加,蠕墨铸铁的硬度、强度、密度和比热增加,塑性韧性、热扩散率和导热降低;当珠光体由5%增加到95%时,蠕墨铸铁500℃的抗拉强度增加,达到320 MPa;屈服强度增加,达到250 MPa,伸长率为4.05%,断面收缩率为1.68%;当珠光体含量小于60%时,蠕墨铸铁的导热随珠光体含量增加缓慢降低,当珠光体含量由5%增加到60%时,100℃的导热系数由48.3 W·m~(-1)·K~(-1)降低到47.1 W·m~(-1)·K~(-1)。     

锑对蠕铁组织和性能的影响

试验研究了元素锑对蠕铁石墨形态、基体组织及性能的影响。结果表明，锑使球墨变得更加圆整，球径更小，同时细化蠕虫状石墨．增加蠕墨数量，强烈促进基体珠光体化，提高基体硬度；适量锑提高抗拉强度，降低蠕铁断面敏感性。     

无孕育蠕墨铸铁壁厚敏感性研究

采用低镧镁硅铁蠕化剂制备蠕铁铁液,探索了铸件壁厚对合金蠕化率、蠕墨和共晶团形态及基体组织的影响规律。结果表明,在无孕育工艺条件下,蠕墨铸铁的凝固组织由奥氏体枝晶、形态不规则的蠕墨/奥氏体共晶团和少量球墨/奥氏体共晶团组成,铸态组织由铁素体、珠光体和蠕虫状石墨及少量球状石墨组成。随着铸件壁厚的增大,蠕墨铸铁的蠕化率、蠕墨形态参数、蠕墨/奥氏体共晶团尺寸趋于增大,共晶团形貌团球化,而枝晶数量和珠光体数量显著减少。当铸件模数一定时,铸件边缘处的蠕化率、蠕墨形态参数和共晶团尺寸均低于心部,但枝晶析出数量高于心部。对于蠕化率较高的合金,当模数MS≥0.75 cm时,蠕化率对壁厚的变化不甚敏感,反之,敏感性较强;而对于蠕化率较低的合金,敏感性转变模数由0.75 cm降为0.5 cm。此外,无论合金蠕化率高低,其基体组织中的珠光体数量对壁厚变化均十分敏感,尤其是当铸件模数MS0.5 cm时,珠光体数量随铸件模数的增大显著减少。     

Cr、Mo、Cu复合合金化蠕墨铸铁的组织和性能

采用正交试验研究Cr、Mo、Cu三元复合作用对蠕墨铸铁的蠕化率、石墨长径比、珠光体含量以及力学性能的影响,深入分析对比3种元素对合金组织与性能的影响权重。结果表明:蠕墨铸铁的石墨长径比受Cr含量的影响最大,Mo次之,当Cr含量由0.1%增至0.3%时,石墨的长径比可由8.93提高到9.78。复合合金化蠕墨铸铁的抗拉强度和伸长率受Mo含量的影响最大,Cr次之。随着Mo含量和Cr含量提高,抗拉强度越高,伸长率越差。当Cr、Mo、Cu含量分别为0.3%、0.4%、0.4%时,蠕墨铸铁的蠕化率为80%~90%,抗拉强度达405 MPa,伸长率保持2.5%以上,具有良好的综合性能。     

硫对薄壁稀土蠕墨铸铁组织的影响

本文针对簿壁稀土蠕墨铸铁的白口倾向和蠕化率与含硫量和孕育处理之间的关系进行了探讨。结果表明,随着原铁水含硫量的增加,薄壁蠕铁的石墨蠕化率提高,白口倾向减小。采用含硫量0.06～0.09％的原铁水,可在φ15mm试棒上获得高于75％的蠕化率而无碳化物的蠕铁。当原铁水硫量高达0.12％时,在φ10mm试棒上获得了蠕化率高于60％无碳化物的蠕铁。试验结果表明,从减少稀土白口倾向和提高簿壁蠕铁蠕化率角度看,高的原铁水含硫量并不一定是绝对有害的。     

壁厚对蠕墨铸铁组织性能的影响

通过浇注具有不同厚度的阶梯件,研究壁厚对蠕墨铸铁组织和性能的影响。结果表明:壁厚≤10 mm时,随着壁厚的增加,蠕化率和伸长率增加,珠光体含量、抗拉强度和硬度急剧下降;壁厚10 mm时,蠕化率均大于85%,珠光体含量、抗拉强度、伸长率和硬度变化均趋于平缓。     

锡对蠕墨铸铁显微组织和力学性能的影响

通过OM、SEM观察、EDS分析和拉伸性能测试,研究了锡对蠕墨铸铁显微组织和力学性能的影响规律.结果表明:锡使石墨减少并细化,同时稳定并细化珠光体;含锡量为0.057％时,珠光体含量达95％,层片间距由不含锡时的320 nm减小为83 nm,为屈氏体型珠光体,且珠光体团数量明显增加;含锡量增加到0.121％时组织中出现了游离渗碳体.加入适量的锡有助于蠕墨铸铁拉伸性能的提高,含锡0.057％试样的抗拉强度达410.7 MPa,伸长率为1.23％;含锡量超过0.121％之后,蠕墨铸铁的抗拉强度和伸长率迅速恶化.     

液压多路阀蠕铁阀体铸造工艺与微观组织分析

通过分析各种添加元素对蠕墨铸铁的影响,确定了合理的蠕墨铸铁阀体材料蠕化、孕育、熔炼和浇注工艺。利用OM、SEM、EDS分析了蠕墨铸铁的微观组织特征。试验结果表明,石墨蠕化率50%,基体组织为铁素体+珠光体,渗碳体体积5%;石墨长宽比为2~10,折叠度为0.7~3,石墨形状系数为0.44~0.57。     

钼对中硅蠕铁高温机械性能的影响

探讨了钼对中硅蠕墨铸铁高温抗拉强度、延伸率和断面收缩率的影响     

铸铁材料高温拉伸性能试验研究

对几种具有不同石墨形态、不同基体组织的铸铁材料的高温拉伸性能进行了试验研究。通过大量的试验,得出以下结论:(1)HT280、RuT400、QT400-15的抗拉强度均随温度升高而下降,且变化趋势一致,拐点均在400℃左右,石墨形态和基体组织共同交互作用影响抗拉强度的下降幅度;(2)HT280、RuT400、QT400-15的弹性模量随温度升高降低,QT400-15材料的弹性模量随温度的升高而逐渐下降,在450℃以后显著降低,逐渐低于珠光体基体为主的蠕墨铸铁,但高于灰铸铁;(3)在基体组织相同的情况下,蠕虫状石墨的铸铁比片状石墨的灰铸铁具有更高的高温抗拉强度,且蠕墨铸铁随蠕化率的降低,高温力学性能升高。