蠕墨铸铁的干滑动摩擦学特性

分析了蠕墨铸铁的干滑动摩擦磨损规律，研究了工况条件（速度，压力）、成分、组织对蠕墨铸铁干滑动摩擦学特性的影响，探讨了蠕墨铸铁摩擦表面三维形貌与摩擦表而温度特性，结果表明：蠕墨铸铁与球墨铸铁和灰铸铁相比具有最低的磨损率和最高的摩擦系数与最低的摩擦系数衰减最，适合于作为制动器材料。在蠕墨铸铁中添加P、Cr等合金元素可以显著提高耐磨性能。增加摩擦系数。通过对试样三维表面形貌和干滑动摩擦温度场分析．进一步从机理上解释了蠕墨铸铁所具有的良好干滑动摩擦学性能。     

含铬蠕墨铸铁摩擦磨损性能研究

用自制的干摩擦磨损试验机．研究了含铬蠕墨铸铁在不同接触压力及不同摩擦速度时的干摩擦磨损性能。结果表明：随着接触压力和摩擦速度的提高，含铬蠕墨铸铁的磨损量呈线性增加，摩擦系数先降低而后趋向于相对稳定；随着含铬量增加，蠕墨铸铁的磨损量降低，摩擦系数在碳化物含量为5％～6％左右时出现极大值；在试验条件下，含铬蠕墨铸铁的摩擦磨损性能优于普通蠕墨铸铁。     

Mn和CE对蠕墨铸铁组织及其摩擦磨损性能的影响

采用自制的摩擦磨损实验机，对不同碳当量及不同Mn含量的蠕墨铸铁的摩擦磨损性能进行了研究。结果表明：含Mn量0．9％～1．5％、基体以珠光体为主的蠕墨铸铁具有较高的摩擦系数和较小的磨损率，碳当量以不高于4．2％为宜。     

对蠕墨铸铁制动鼓的再认识

从制动鼓的功能和对材料的基本要求、灰铸铁制动鼓的主要损坏原因及蠕墨铸铁的性能特点等方面进行分析,并通过应用实例说明蠕墨铸铁是制动鼓的最佳材料。针对蠕墨铸铁制动鼓优于灰铸铁制动鼓却难以推广这一问题,总结出以下原因:乘用车使用无市场、汽车使用方面的随意性、对制动鼓的重要性认识不够、蠕墨铸铁制动鼓自身的质量问题等。最终呼吁,为了促进蠕墨铸铁制动鼓的应用,铸造企业应该加强质量管理,提高生产水平和检测水平,确保蠕墨铸铁件蠕化率稳定、健全性良好。     

大功率机车制动盘和闸片的研究

介绍了大功率制动盘的结构设计和选材条件.通过1∶1制动台架试验表明:(1)蠕墨铸铁制动盘结构较合理,高速制动时盘体能自由膨胀,高速运行时功率损耗小,完全满足我国大功率机车制动技术条件及规定;(2)蠕墨铸铁制动盘与半金属基合成闸片相匹配的摩擦副,不仅结构合理,摩擦制动性能良好,而且安全可靠性较高,可以在大功率机车上装车试运行.     

变温条件下石墨形态对缸套铸铁磨损性能的影响

为了研究缸套铸铁材料石墨形态对其磨损过程的影响,选取了灰铸铁、蠕墨铸铁和球墨铸铁3种具有不同石墨形态的铸铁材料为研究对象,分别在不同温度下对其进行了干摩擦磨损实验。结果表明:灰铸铁的摩擦系数及磨损量随温度的上升而上升,而蠕墨铸铁及球墨铸铁随温度的上升呈现先上升后下降的变化趋势;常温下灰铸铁的摩擦系数及磨损量最大,耐磨性能最差;高温时灰铸铁的摩擦系数及磨损量仍然最大,蠕墨铸铁的摩擦系数大于球墨铸铁,但磨损量最小,耐磨性能最优。     

碳化铬/Ni3Al复合堆焊层组织及摩擦磨损分析

采用光学显微镜、扫描电镜、电子探针及X射线衍射分析钨极氩弧堆焊碳化铬增强Ni3Al基复合堆焊层的组织结构,并采用销盘式干摩擦磨损试验机对堆焊层与活塞环用蠕墨铸铁材料的干摩擦磨损性能进行试验比较.结果表明,复合堆焊层内形成Ni3Al金属间化合物基体,其中弥散分布有大量细小的块状和条状碳化物硬质相Cr3C2和Cr7C3;焊接时焊丝中Cr3C2颗粒溶解析出,重新析出的碳化铬颗粒中包含Fe和Ni元素,碳化铬颗粒与Ni3Al基体形成良好的冶金结合;弥散分布的碳化铬颗粒和Ni3Al基体固溶强化的Cr元素决定了堆焊层具有较高的硬度.室温条件下,复合堆焊层具有优异的耐干摩擦磨损性能,其摩擦系数为0.23,远低于活塞环蠕墨铸铁的0.39;磨损率仅为蠕墨铸铁材料的43%.     

会议会展

2012年全国蠕墨铸铁研讨会暨机床铸铁件技术交流会议及征文主办单位:中国稀土学会铸造合金专业委员会、中国机械工程学会铸造分会铸铁及熔炼技术委员会承办单位:山东省淄博蠕墨铸铁股份有限公司会议时间:2012年9月10～13日会议地点:山东省淄博市会议主题:我国蠕墨铸铁生产技术和应用的新进展,机床铸件新技术、新工艺经验交流。征文内容:1、国内外蠕墨铸铁生产技术研究的新进展和新成果;2、蠕墨铸铁在内燃机缸体、缸盖、增压器、排气管、缸套、活塞环、汽车刹车鼓、车辆     

一种高强度蠕墨铸铁制动鼓的开发

目前制动鼓的生产材质主要以HT200/HT250为主,灰铁制动鼓热疲劳强度低,使用寿命不高,可靠性差。阐述了一种高强度蠕墨铸铁制动鼓的制造生产方法,展望在某些应用领域将取代灰铸铁和球墨铁,进一步拓展蠕墨铸铁的应用领域。     

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。     

含磷蠕墨铸铁闸瓦的研制

本文研制了一种新型材质的闸瓦—含磷蠕墨铸铁闸瓦。试验结果证明,一定量的磷加入蠕墨铸铁中,其硬度、抗拉强度均满足闸瓦的使用要求而耐磨性可达到中磷灰铸铁闸瓦的2倍以上。磷加入蠕墨铸铁中使得蠕墨铸铁的磷共晶数量增加而石墨数量减小,因此使得其强度降低,硬度升高,闸瓦的耐磨性提高。     

Cr—Mo合金铸铁抗氧化性能研究

本文对Cr-Mo合金片状石墨铸铁(FC),Cr-Mo合金蠕铁(CV),Cr-Mo合金球铁(FCD)进行了抗氧化性研究.结果表明,FCD的抗氧化性最佳,FC最差,CV介于两者之间,蠕化率为60％的CV其抗氧化接近于FCD.本研究为Cr-Mo合金蠕铁在玻璃模具上的应用提供了实验依据.     

蠕墨铸铁的最新发展

综述了近几年来蠕墨铸铁在世界上的发展与应用,蠕墨铸铁的综合性能及先进铸造技术的发展,可使蠕墨铸铁汽缸体单位功率的重量小于铝合金缸体,而耐高温性能等远优于铝缸体,成为内燃机缸体的首选材料.比较了国内外蠕墨铸铁标准的差异,关键还在于国内对蠕墨铸铁件的蠕化率要求太低.在列述蠕墨铸铁生产技术时,认为用纯镁及喂线法进行蠕化是今后获得蠕墨铸铁的主要方法.     

Si—Mo,Cr—Mo耐热铸铁导热性能的研究

本文对Si-Mo、Cr-Mo耐热铸铁的导热率和热扩散率及其影响因素作了测试和分析。结果表明:灰铁的导热性能最好,蠕铁次之,球铁最差;蠕化率越高,导热率越好;铁素体的导热性能优于珠光体。     

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。     

Development of compacted vermicular graphite cast iron for railway brake discs

In the case of employing brake discs as a key component of mechanical brake equipment, the initiation of thermal cracking owing to repetitive thermal shock generated during braking may potentially lead to higher maintenance costs, worsened braking performance, and greater risk of railway accidents. The purpose of this study is to gain basic data to facilitate application of compacted vermicular (C. V.) graphite cast iron to brake discs in order to obtain high thermal crack resistance and improved lifetime. To this end, this study developed three types of C. V. graphite cast iron with differing content of key elements, including Ni, Cr, and Mo. Each test specimen underwent numerous tests for evaluation of materials characteristics, and the results were compared with those obtained for existing materials. The test results show that the thermal fatigue lifetime of material C is nearly double that of the conventional material. This demonstrates the suitability of material C as a material for brake discs in mid- to high-speed railway vehicles.     

基于支持向量机的蠕墨铸铁表面粗糙度预测

目的准确预测蠕墨铸铁加工过程中的表面质量,指导加工参数调整,保证加工过程中加工质量的稳定,运用差分进化算法优化的SVM模型(DE-SVM)构建蠕墨铸铁表面粗糙度(Ra)预测模型和加工参数选择方法。方法采用DE-SVM提高支持向量机回归模型的预测精度,建立针对实际加工材料的表面粗糙度预测模型,基于构建的预测模型,挖掘表面粗糙度与加工参数之间的关系,从而获得较优的加工参数。结果结合蠕墨铸铁的铣削加工实验数据,对比DE-SVM与常用优化算法(粒子群优化算法(PSO)和遗传算法(GA))优化的SVM模型,DE-SVM模型获得的MAPE(0.122)和R2(0.9559)值均优于粒子群和遗传算法优化的支持向量模型获得MAPE和R2值。在给定的加工参数范围内,切削速度和进给速度对表面粗糙度的影响较大,且表面粗糙度与切削速度成正比关系,与进给速度成反比,而切削深度对表面粗糙度影响不显著。结论由实验的对比结果可知,采用DE-SVM模型建立的蠕墨铸铁表面粗糙度模型具有更高的预测精度,基于DE-SVM获得的加工参数对表面粗糙度的影响,可有效指导加工参数的选择与调整,对保持蠕墨铸铁优良的加工质量具有较好的指导意义。     

Effects of transition from lamellar to compacted graphite on thermal conductivity of cast iron

Abstract

Different levels of magnesium were added to a standard grey iron alloy in order to obtain a range of graphite morphologies from lamellar to compacted graphite. The thermal conductivity/diffusivity of samples, solidified at different cooling rates, was investigated by means of the laser flash technique. There is a significant decrease in the thermal conductivity as the morphology transits from lamellar to compacted graphite. The thermal conductivity of grey iron decreases considerably at elevated temperatures, whereas the thermal conductivity of compacted graphite iron is less sensitive to changes in temperature. At increased nodularities, compacted graphite irons exhibit a maximum thermal conductivity at ～400°C. The influence from the cooling conditions on the thermal conductivity decreases as the morphology alters from lamellar graphite to compacted graphite. The effective thermal conductivity of cast iron is modelled by means of existing models for composites.     

Effects of nodularity on thermal conductivity of cast iron

Abstract

The thermal transport properties of five predominately pearlitic grades of grey, compacted graphite and spheroidal graphite iron have been investigated by the laser flash technique. Samples have been taken from cylinders cast in controlled thermal environments designed to produce three dissimilar cooling rates. Digital image analysis has been utilised in order to characterise the different graphite morphologies. The results indicated linear relationships between the thermal transport properties and the roundness of the graphite and the nodularity for compacted graphite and spheroidal graphite iron. A pronounced decrease in the thermal conductivity occurred when the lamellar graphite structure was transformed into compacted graphite. The thermal conductivity of compacted and spheroidal graphite iron has been recalculated with good accuracy over a temperature range of 25–500°C by means of regression analysis.     

石墨形态及合金元素对铸铁抗热疲劳性能的影响

对石墨形态、合金元素等对铸铁抗热疲劳性能的影响进行了研究。加入提高抗氧化性的合金元素可显著提高铸铁的抗热疲劳性能。从首次产生裂纹的循环次数、裂纹扩展速度及变形量等综合考虑,蠕铁的抗热疲劳性能最好。