灰铸铁水泵壳体铸件裂纹形成原因分析

汽车水泵壳体是汽车发动机冷却系统的组成部件之一,其质量对发动机冷却系统的正常运转有着重要的影响。某公司生产的汽车水泵壳体铸件材质为HT200,铸件在生产过程中出现开裂现象,为分析裂纹缺陷出现的原因,利用金相显微镜和扫描电子显微镜表征了铸件的显微组织,使用能谱分析仪、硬度计检测了铸件的物相成分和力学性能。结果表明:该裂纹形貌呈宽窄不一的折线状,裂纹断口氧化程度严重,判断为热裂纹;裂纹的形成原因是铸件的金相组织未满足设计要求,断口中S元素含量过多,存在氧化物夹渣以及铸造过程中出现应力集中区等几方面因素综合作用的结果。

灰铸铁曲轴箱缩陷分析及工艺措施

为解决SC10E系列曲轴箱厚大部位缩陷缺陷的问题,采用了激冷铸件缺陷位置、降低回炉料对铸件收缩倾向的影响、调换孕育剂等方法。具体的措施包括:在缺陷位置顶部安装铬铁矿砂芯;修改熔炼炉料配比,修改前新生铁∶回炉料∶废钢=2∶4.5∶3.5,修改后新生铁∶回炉料∶废钢=2∶0∶8;将RECaBa孕育剂调换为Si75Sr1.5孕育剂。措施实施后大幅度降低了此产品缩陷缺陷率,彻底解决了该产品铸造废品率偏高的问题。

温度对柴油机缸盖用HT325力学性能的影响

随着国家排放要求不断提高,实现碳中和,发动机厂不断研究提升满足耐高温、高爆压、高性能、高功率柴油发动机缸盖材料,以便达到耐高温高压的稳定性能要求。本文以灰口铸铁HT325为研究对象,通过变温拉伸和压缩实验并结合化学成分和金相组织分析,研究了温度对HT325铸件力学性能的影响规律。在25℃~450℃温度范围设立10个温度点,保温30 min.研究结果表明:1)HT325材料的热膨胀系数随温度的升高而单调增加;2)HT325弹性模量随温度的升高而单调呈下降趋势;3)HT325材料拉伸应力应变曲线表现出明显的非单调变化;4)HT325的抗拉强度整体上随温度的升高而降低,但在250℃和350℃附近出现反常的回升现象;5)HT325的抗压强度在200℃~300℃温度区间内无明显波动,这将具有广阔的应用前景;6)温度对灰口铸铁HT325抗拉和抗压强度的影响有显著差异。本研究结果为优化气缸盖材料性能、改良铸造工艺、提高产品安全性和节约成本提供了理论与试验依据。

砷对灰铸铁组织和性能的影响

试验研究了砷（Ａｓ）含量对灰铸铁组织、冶金质量指标及力学性能的影响，结果表明，把这种铸铁中的砷含量控制在００１３％以下是必要的。

钨极氩弧局部重熔对铸铁组织和性能的影响

铸件局部瞬间被加热、熔化，随之靠铸件自身的导热能力激冷，从而在铸件表面获得高硬度、高耐磨性的白口组织。通过一系列试验，找出了电弧电流、电弧移动速度等工艺参数对金相组织和性能的影响规律。重熔过程中添加了Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｂ、Ｖ等合金元素，分析了它们对试样性能的影响。并与铸造激冷、ＷＣ堆焊件做了试验对比，说明铸铁局部重熔强化是发挥铸铁潜在能力的一项重要技术。

电磁搅拌对灰铸铁宏观偏析的影响

研究了电磁搅拌对Fe—C合金宏观偏析的影响。结果表明,在强烈搅拌下,大块石墨富集试样外表面,在试样的纵向和径向存在明显的宏观偏析。界面前附加环流的存在是径向偏析产生的原因。此外,生长速度对宏观偏析也产生影响。

灰铸铁弹性模量的影响因素

研究了温度、石墨形态、基体组织,合金元素等因素对灰铸铁弹性模量的影响,结果表明:灰铸铁的弹性模量E_0随温度变化,在某一温度出现峰值;E_0主要与石墨有关,而基体对其影响不大;b值与石墨、基体部有关系.

锡对灰口铸铁组织和性能的影响

研究了锡对灰口铸铁石墨形态、基体组织、机械性能、冶金将质量指标和铸造性能的影响。实验表明，铸铁中的含锡量应控制在０．１％以下。

铌在铸铁生产中应用研究与展望

铌在铸铁生产中应用与研究结果表明，微量铌元素可使灰铸铁、过冷灰铸铁及含微量铌、钼、镍三种冷硬铸铁的力学性能等得到改善。铌在铸铁中除以固溶方式存在于基体中之外，还有富铌相存在。它有三种形态，团块状的ＮｂＣ相；独立存在的条状铁碳铌复杂相；与珠光体中渗碳体构成统一整体的渗碳体型铁碳铌化合物。

显微组织硬度均匀性与材料切削加工性关系的研究

在实验室考察了用几种孕育剂处理的阶梯试样（２０ｍｍ处）珠光体显微硬度分布，结果发现，含有ＲＥ、Ｃａ、Ｂａ元素的孕育剂处理的试样的珠光体显微硬度均匀性优于７５ＳｉＦｅ处理，Ｃｕ、Ｃｒ合金化也有类似作用。试验结果还表明，珠光体显微硬度均匀性与材料加工性有较好的对应关系，硬度均匀性好。

钛在灰铸铁中行为的研究

研究了钛（Ｔｉ）对灰铸铁组织和性能的影响。结果表明，钛有促进Ｄ型石墨形成的作用，不同含量的钛对Ｄ型石墨形成的影响程度不同，当钛含量为０．３６％时，铸铁具有较好的力学性能。

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.

铬钼铜合金灰铸铁气缸套的铸造工艺及力学性能研究

本文设计了铬钼铜合金灰铸铁气缸套的生产工艺方案,包括化学成分选择、铸造工艺设计和热处理工艺方案制定。对生产出的毛坯进行了金相组织分析、硬度及抗拉强度等力学性能测定。结果表明,按照所设计的铸造工艺及550℃保温3 h的退火处理工艺生产出来毛坯的组织和力学性能符合预期生产要求。

激光熔化处理对灰铸铁显微组织的影响

本文借助光学显微镜,透射电镜和扫描电镜,分析了HT20-40灰铸铁于激光熔化处理后表面显微组织特征,并探讨其形成原因。

合金化对灰铸铁强度及组织均一性的影响

采用3．85％～4．07％CE成分铁水，在实验室条件考察了合金元素铜及铬对强度和组织均一性的影响。结果发现，合金元素能有效提高强度，对断面敏感性的作用因成分（CE）不同而有所不同。合金化能改善珠光体显微组织均匀性。

Si对高Si／C比灰铸铁奥氏体枝晶数量的影响规律

本文运用定向凝固方法，在不同冷却条件下对不同成分灰铸铁的凝固过程运用微分仪进行热分析．结果表明：在碳当量相同的条件下，随着Ｓｉ／Ｃ比的提高，Ｆｅ－Ｃ－Ｓｉ合金的最小共晶凝固温度升高．并进一步分析了Ｓｉ使高Ｓｉ／Ｃ比灰铸铁奥氏体枝晶数量增加的原因，提出了Ｓｉ促使灰铸铁共晶共生区向右偏移的一论断，并利用出现奥氏体枝晶的临界冷却速度，半定量地描绘出了硅使得共晶共生区向右偏移的曲线．

氮对合成灰铸铁组织和性能的影响

研究了氮对合成灰铸铁组织和性能的影响,结果表明：含氮量为0.005 5％～0.013％时,试样的金相组织为A型石墨＋细片状珠光体＋少量铁素体.随着含氮量的增加,片状石墨长度变短、宽度稍有增加,弯曲程度加大,石墨端部钝化,对基体的割裂作用减弱;细片状珠光体含量略有增加,珠光体层片间距减小;试样的抗拉强度和硬度逐渐增大,当含氮量为0.012％时,试样的抗拉强度和硬度达到最大值,分别为395MPa和HBW260.当铁液中含氮量≥0.叭1％时,铸件表面下开始出现气孔缺陷.

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。

铬钼铜合金铸铁气缸套的往复式摩擦磨损性能研究

研究了铬钼铜合金铸铁气缸套在往复式摩擦磨损试验条件下的摩擦磨损性能。结果表明:载荷对摩擦磨损的影响非常显著,磨损量随载荷的增加以指数形式增长;频率对摩擦磨损有一定影响,磨损量随频率的增加呈线性增长。

灰铸铁HT250的低周疲劳行为

研究了取样于汽车发动机缸体上的HT250灰铸铁的常温低周疲劳行为。对循环应力-应变和应变-疲劳寿命数据进行了分析,给出了该材料在常温下的疲劳参数。循环应力响应行为表明,HT250灰铸铁在较小应变幅下经历初期循环硬化、循环软化、断裂;而较大应变幅下几乎无硬化阶段,循环软化至断裂,原因在于循环形变过程中位错之间以及位错与石墨、夹杂物之间的相互作用。疲劳断口分析表明:疲劳裂纹萌生于片状石墨尖端,夹杂物及局部软点,且沿石墨扩展;疲劳断裂的方式是准解理脆断和沿晶断裂的复合机制,断口有解理面和二次裂纹,并存在韧性断裂特征;断口附近的气孔、夹杂等铸造缺陷较多,部分石墨片互相连接成网状,导致局部区域强度降低,促进失效。