图外铸造文摘

90401 亚共晶铸铁的初奥氏体形状与强度的关系(日)/米田博幸/铸锻造热处理 1,1990 15—22 作者长期研究亚共晶铸铁的初晶奥氏体枝晶的形状与强度的关系,在成分、石墨的形状、数量以及基体组织一定的前提下,调整冷却速度,从而改变初生晶的形状。进而定量地研究初生枝晶形状、数量与机械性能的关系,结果表明:(1)随着初生枝晶的两次臂的间隔的减小,抗拉强度增加,而这种倾向随碳当量的增加而减少。当碳当量达4.0时,这种倾向几乎     

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。     

高碳当量灰铸铁用稳定化孕育剂的研究

采用微分热分析法、着色腐蚀技术及自动图象分析仪对比研究了１＃ＲＥ，６８Ｍｎ－Ｆｅ，６３Ｃｒ－Ｆｅ，３０Ｔｉ－Ｆｅ，纯Ｓｂ等稳定化孕育剂对高碳当量灰铸铁的过冷度，初生奥氏体枝晶粒量，共晶团数，石墨组织等的影响，研究了高碳当量灰铸铁的凝固组织及稳定化孕育剂的孕育机理，试验结果表明，稳定化孕育剂均能增大高碳当量灰铸铁的过冷度，增加初生奥氏体枝晶数量，共晶团数量，且随加入量的增加而增大，孕育作用的强弱按稳     

铋对高碳当量灰铸铁力学性能的影响及其行为的研究

研究了用CaCrSi+Bi孕育来提高高碳当量灰铸铁强度的问题.用电子探针、微分热分析仪、液淬等装置研究了Bi的行为.结果表明,当CE=4.2~4.3%时,用上述孕育剂处理铁水后,可使铸铁强度提高约100MPa以上,微量Bi对一、二次结晶中的石墨形态、奥氏体枝晶、共析转变温度和珠光体等有明显影响,Bi是一种使高CE铸铁强度大幅度提高的有效元素.     

含钛D型石墨铸铁的孕育处理

含钛D型石墨铸铁的孕育处理能使铸铁强度等性能得到一定提高,原因是经孕育处理后其组织均匀程度提高、共晶团细化、枝晶的方向性减弱。     

RE多元复合孕育剂强化机理的研究

通过金相分析方法对RE多元复合孕育剂的孕育强化机理进行研究。分析发现,经0.5%RE多元复合孕育剂孕育的CE4.0%～4.1%铁液的铸铁件石墨形态明显改善,基体组织中珠光体晶粒细化且层片间距减小,初生奥氏体枝晶细化明显,所形成的共晶组织中共晶团数量显著增加,从而使铸件的抗拉强度从200MPa稳定地提高到250MPa,且综合工艺性能保持良好。     

铝、钛复合加入生产D型石墨铸铁

D型石墨又称“枝晶石墨”或“过冷石墨”。其石墨呈点状或小片状,在奥氏体枝品中呈无方向性分布。这类石墨在碳硅当量较低,过冷度较大的亚共晶铁水中易于出现,往往被认为是降低机械性能的石墨类型。 1972年[1]曾用碳当量为4.1,4.3,4.5和4.6％的铁水在砂型和金属型中分别浇注φ30毫米的圆棒试样,各得到A型石墨和D型石墨(加入0.45％Ti)。证明:金属型和砂型中获得的D型石墨铸铁试棒,其机械性能都优于砂型中A型石墨的铸铁试棒。特别是近年来美     

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。     

过共晶球铁凝固过程中奥氏体的生长方式与形貌特征

采用着色腐蚀技术显示出过共晶球铁中的高温凝固组织，观察分析过共晶球铁凝固过程中奥氏体的生长方式与形持征。结果表明：在非平衡凝固条件下，过共晶球铁凝固时通常会析出初生枝晶和晕圈枝晶，其形成条件主要与冷却速率和熔体的过冷有关。随铸件模数Mc增大，枝晶数量减少，二次臂间距显著增大，形态趋于不发达，由初生枝晶向晕圈枝晶过渡。当Mc≤0.3cm时，二次臂间距的实测值与理论预测值基本吻合。初生石墨球周围往往形成环状封闭奥氏体壳；共晶前期石墨球周围形成封闭或不封闭的框架奥氏体壳；共晶后期石墨球往往被周边生长着的共晶奥氏体所包覆，最终成为共晶奥氏体的一部分。     

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     

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。     

过共晶球墨铸铁中石墨球周围奥氏体壳的形成机制

有用着色腐蚀技术，可清晰地显示出过共晶球墨铸铁中的高温凝固组织，观察分析了石墨球周围奥氏体壳（奥氏体壳是奥氏体枝晶的一部分）的形成机制。结果表明，初生枝晶和晕圈枝晶交替生长，促成石墨球周围奥氏体壳的形成；奥氏体以石墨生长面（0001）为衬底形核、生长，在初生石墨球周围形成环状封闭奥氏体壳；共晶前期石墨球在枝晶臂间或框架中形核、生长、尔后为枝晶高次臂所包围，形成封闭或不封闭的框架奥氏体壳。共晶后期石墨球不形成奥氏体壳。     

灰铸铁应用与发展的一些动向(2)

灰铸铁由于具有多种优越的性能,是目前用量最大的铸造合金。以汽车行业为例,从2010年开始,灰铸铁缸体、缸盖的用量逐渐增长。采用预处理工艺可以改善石墨结晶析出的生核条件,使铸铁的共晶转变温度提高,减轻过冷度,增加共晶团数量,减小铸铁力学性能参数值的波动范围,改善铸件的加工性能。灰铸铁中初生奥氏体枝晶是影响力学性能的重要因素,控制初生奥氏体增强灰铸铁的作用不亚于片状石墨的形态。详细叙述了S和Mn在灰铸铁中的作用及其发展,最后介绍了高Mn铸铁的研究和应用发展情况。     

灰铸铁应用与发展的一些动向(1)

灰铸铁由于具有多种优越的性能,是目前用量最大的铸造合金。以汽车行业为例,从2010年开始,灰铸铁缸体、缸盖的用量逐渐增长。采用预处理工艺可以改善石墨结晶析出的生核条件,使铸铁的共晶转变温度提高,减轻过冷度,增加共晶团数量,减小铸铁力学性能参数值的波动范围,改善铸件的加工性能。灰铸铁中初生奥氏体枝晶是影响力学性能的重要因素,控制初生奥氏体增强灰铸铁的作用不亚于片状石墨的形态。详细叙述了S和Mn在灰铸铁中的作用及其发展,最后介绍了高Mn铸铁的研究和应用发展情况。     

灰铸铁应用与发展的一些动向(3)

灰铸铁由于具有多种优越的性能,是目前用量最大的铸造合金。以汽车行业为例,从2010年开始,灰铸铁缸体、缸盖的用量逐渐增长。采用预处理工艺可以改善石墨结晶析出的生核条件,使铸铁的共晶转变温度提高,减轻过冷度,增加共晶团数量,减小铸铁力学性能参数值的波动范围,改善铸件的加工性能。灰铸铁中初生奥氏体枝晶是影响力学性能的重要因素,控制初生奥氏体增强灰铸铁的作用不亚于片状石墨的形态。详细叙述了S和Mn在灰铸铁中的作用及其发展,最后介绍了高Mn铸铁的研究和应用发展情况。     

工艺因素对球铁中奥氏体枝晶数量和开态的影响

利用着色腐蚀法显示出不墨铸铁中的奥氏体枝晶,研究了碳当量、浇注温度、壁厚及含硅量对球墨铸铁中奥氏体枝晶数量和形态的影响．结果表明：碳当量减少,枝晶数量增多,形态趋于发达;壁厚减小,枝晶数量增多,开态变得发达;浇注温度提高,枝晶数量减少。     

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.     

反石墨化变质剂在高碳当量灰铸铁中的扩散行为及其对组织的影响

采用变质剂固体植入铸铁熔体进行扩散的方法，研究了单一变质剂和复合变质剂在铁水中浓度的连续变化过程对高碳当量灰铸铁石墨组织细化程度及初生奥氏体枝晶数量的影响。试验结果表明，在细化石墨、增加初生奥氏体枝晶数量方面，复合变质剂比单一变质剂效果显著，复合变质剂的加入量可在较大范围内调整，而单一变质剂的调整范围较狭窄，复合变质剂各成分之间存在一个合适的比例。     

灰铸铁的孕育处理

灰铸铁基本上是由铁、碳和硅组成的共晶型合金，其中，碳主要以石墨的形态存在。生产优质铸件，控制铸铁凝固时形成的石墨的形态和基体金属组织是至关重要的。孕育处理是生产工艺中最重要的环节之一。良好的孕育处理可使灰铸铁具有符合要求的显微组织，从而保证铸件的力学性能和加工性能。在液态铸铁中加入孕育剂，可以形成大量亚显微核心，促使共晶团在液相中生成。接近共晶凝固温度时，生核处首先形成细小的石墨片，并由此成长为共晶团。每一个共晶团的形成，都会向周围的液相释放少量的热，形成的共晶团越多，铸铁的凝固速率就越低。凝固速率的降低，就有助于按铁一石墨稳定系统凝固，而且能得到A型石墨组织。     

倾斜冷却体-离心法制备半固态高铬铸铁梯度组织

采用倾斜冷却体-离心法制备半固态高铬铸铁环形试样并进行组织观察。结果表明：半固态高铬铸铁组织中初生奥氏体较常规成形组织中初生奥氏体明显细小、等轴化；在高铬铸铁环形试样梯度组织中，初生奥氏体形貌及分布随着距外侧面距离不同而变化，大致由外侧面到内侧面可分为4个区域，即细小奥氏体枝晶区、初生等轴奥氏体与细小奥氏体枝晶分界区、初生等轴奥氏体区、粗大的初生奥氏体枝状区；且初生等轴奥氏体与细小奥氏体枝晶分界区距环外侧面的距离在5～10mm范围内。