不同基体组织的蠕墨铸铁热疲劳性能的研究

采用板状带V型缺口的试样，研究了蠕墨铸铁的基体组织对其热疲劳性能的影响。结果表明，当热循环温度的上限超过珠光体相组织变化温度时，蠕墨铸铁的热疲劳性能随基体组织中珠光体量的增加而下降；相反，当热循环温度的上限低于珠光体相组织变化温度时，稳定的珠光体组织可以有效地阻止热疲劳裂纹的扩展，蠕墨铸铁的热疲劳性能会随基体组织中珠光体量的增加而增强。     

铬对高蠕化率中硅钼蠕铁组织和高温抗拉强度的影响

高蠕化率中硅钼蠕墨铸铁在急冷条件下的耐热疲劳性能优良,但高温抗拉强度较低,通过在高蠕化率中硅钼蠕铁中添加铬,研究铬对高蠕化率中硅钼蠕墨铸铁的高温抗拉强度的影响。研究结果表明,随铬加量的增加,导致珠光体和碳化物的含量增加,使基体在共析转变过程中析出的石墨量减少,导致基体中蠕虫状石墨量减少,在800℃条件下的抗拉强度得到明显的提升。含铬量0.71%的中硅钼蠕铁抗拉强度比不含铬的普通中硅钼蠕铁提升了12%。铬含量的增加,使铬在铁液凝固过程中形成的偏析量增加,促进碳化物形成,同时在碳化物周围铬的富集区增加,珠光体和碳化物并存出现。     

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)。     

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％。     

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。     

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对蠕墨铸铁力学性能的影响

通过单因素试验,力学性能测试,显微组织分析,研究了Sn含量对蠕墨铸铁室温及高温力学性能的影响。结果表明,蠕墨铸铁的布氏硬度随Sn含量的增加升高,维氏硬度随着Sn含量增加呈现出先提高,随后趋于稳定;室温拉伸强度随着Sn含量的增加呈先降后增趋势,0.06%Sn时最低;高温拉伸强度随Sn含量的增加而增加;Sn稳定并细化珠光体,随着Sn含量的增加,蠕化率提高,珠光体含量增加。     

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。     

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.     

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。     

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。     

基体组织对蠕墨铸铁热疲劳性能的影响

主要研究了基体组织对蠕墨铸铁抗热裂性能的影响，为高速列车制动盘的合理选材提供依据。试验结果表明：铁素体基体蠕墨铸铁的耐热疲劳性能优于珠光体基体蠕墨铸铁。     

球墨铸铁低温冲击韧性的研究

研究了球墨铸铁基体组织中珠光体率和石墨数量对其硬度以及低温 (-20℃) 冲击韧性的影响.研究结果表明,随着珠光体率的增加,球墨铸铁硬度增加,但低温冲击韧性下降;对于铸态和正火态球铁,石墨数量对基体硬度和U形缺口低温 (-20℃) 冲击韧性几乎没有影响.对于退火态球铁,随着石墨数量的增加,-20℃冲击韧性值显著增加;当石墨数量达到400个/mm~2时,其U形缺口冲击韧性达29.0 J/cm~2,是铸态的3倍.     

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。     

铸态蠕墨铸铁的热疲劳裂纹萌生与扩展行为研究

研究了在600~20℃热疲劳试验条件下,铸态蠕墨铸铁热疲劳裂纹萌生和扩展行为。结果表明:基体组织的强度、热稳定性以及石墨形态能影响热疲劳裂纹的萌生和扩展。主裂纹的扩展是从人工缺口出发,避开珠光体区域,穿过铁素体区域。裂纹沿着蠕虫状石墨与基体组织的边界或铁素体-珠光体晶界前进。随着热疲劳次数的增加,珠光体中的渗碳体分解,强度下降,裂纹扩展速度加快。     

蠕墨铸铁的孕育处理

蠕墨铸铁孕育的主要目的是防止基体组织中出现莱氏体和自由渗碳体,调整铁素体和珠光体在基体中的比例。本文论述了采用固体孕育剂进行孕育,将引起"孕育促球"现象,它敏感地影响蠕墨铸铁蠕化率的高低,从而造成蠕墨铸铁性能的不稳定;指出"孕育促球"现象在特定条件下可以用来调整蠕化率,但在缺乏炉前快速测定铁液状态的情况下缺乏可操作性;提出了减少或避免"孕育促球"的若干措施,并推荐采用液体孕育剂进行孕育处理。     

热处理工艺对RuT300蠕墨铸铁力学性能与导热性能的影响

对Ru T300蠕墨铸铁合金进行了900℃、950℃、1000℃正火处理,并对1000℃加热处理的试样进行不同冷却处理(炉冷,空冷,风冷和喷水雾冷)。与铸态合金相比,热处理后的Ru T300蠕墨铸铁合金中珠光体含量随奥氏体化加热温度提高而增高。并且随着奥氏体化后冷却速度的增大,珠光体含量逐渐增高,最高可达77.6%,较铸态组织增加了50%,珠光体层片间距逐渐减小,最小间距约为0.2μm,较铸态珠光体减小了0.4μm,抗拉强度和布氏硬度分别提高了25%和73%,但导热性能下降20%~30%。热处理后蠕虫状石墨数量和尺寸有所减小(1000℃),石墨与基体结合部位会出现开裂、脱粘现象,导致传热受阻,导热率下降。     

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。     

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。