6缸柴油机高强度球墨铸铁曲轴的研制

通过成分设计、凝固模拟、铁模覆砂铸造和等温正火复合新工艺应用,研制了一种高强度6缸柴油机球墨铸铁曲轴,分析了其内部质量、显微组织和力学性能.中试结果表明:采用复合新工艺研制的6缸球墨铸铁曲轴,其组织致密,没有内部铸造缺陷;与树脂砂铸造工艺相比,球墨铸铁曲轴的基体组织更均匀,共晶团数增多,晶粒显著细化,基体组织中索氏体比例大于90%,自由渗碳体比例小于1%.6缸球墨铸铁曲轴沿轴向不同位置的平均拉伸强度R_(m)、平均伸长率和基体平均硬度分别为946 MPa、5.6%和287 HB.负荷为2900N·m下,其弯曲疲劳试验加载次数达到10×10^(7)次而未出现裂纹和开裂现象,各项性能指标均超过L6R040301Q曲轴的技术要求,可代替现用的45锻钢和42CrMo锻钢曲轴,成本分别降低44.0%和66.2%.

高强韧珠光体球墨铸铁的研究

在球墨铸铁成分优化基础上,用万能材料试验机、布氏硬度计和金相分析显微镜研究了球墨铸铁经多元合金化、型内孕育处理和等温正火后的组织和和性能。结果表明:经Cu、Mo、Sb多元合金化和型内孕育处理的球墨铸铁,其铸态和等温正火处理后的组织明显改善,共晶团数目增加,基体组织细化,石墨球形态圆整、细小,珠光体数量增多,比例均大于90%,力学性能显著提高。与未合金化的球墨铸铁比,Cu,Mo,Sb多元合金化的球墨铸铁,其铸态和等温正火处理后的屈服强度R_(0.2)、抗拉强度R_(m)和硬度HB分别提高了25%、20%,47%、17%,41%、11%,达到502、620 MPa,811、975 MPa,256HB、298HB,伸长率A均大于6%。

WC颗粒增强铁基复合材料辊环的研究

通过力学性能测试、机械加工试验、光镜分析、ＳＥＭ分析、能谱分析及Ｘ衍射分析，研究了外径１６５ｍｍｍ、内径８０ｍｍ、高６５ｍｍ和复合材料表层１８～２５ｍｍ的ＷＣｐ／Ｆｅ－Ｃ复合材料辊环的力学性能、微观组织、冶金反应及机械加工性能。结果表明：离心铸造制备的复合材料辊环的冲击韧度ａＫ达到５～６Ｊ／ｃｍ２，复合材料表层和基体硬度分别达到６３～６５ＨＲＣ和５０－５５ＨＲＣ，复合材料层中ＷＣｐ所占体积分数约６０％，组织为Ｍ＋Ａ＋ＷＣｐ＋ＭＣ，ＷＣ颗粒表面被高温铁水局部熔解，甚至解体，原位自生成微小颗粒状ＷＣ结晶体，远离ＷＣ颗粒处析出有含Ｗ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｍｏ元素的细小复式碳化物。由于ＷＣ颗粒部分熔解、扩散，使复合材料层和基体被不同程度合金化。采用离心铸造制备的ＷＣｐ／Ｆｅ－Ｃ复合材料辊环的机械加工性能是可以接受的。

稀土复合变质剂对高碳高速钢性能及组织的影响

通过扫描电镜、能谱分析仪和电子探针研究了稀土复合变质剂对离心铸造的高碳高速钢轧辊组织和力学性能的影响。研究结果表明 :稀土复合变质剂能细化高碳高速钢轧辊组织 ,改善碳化物和夹杂物的形态和分布。变质后高碳高速钢辊环在硬度不变的情况下 ,冲击韧性提高了 73.6 %。

WC颗粒增强铁基复合材料的性能研究

通过离心法制备了外径290mm,内径130mm,高72mm,WCp/Fe-C复合材料工作层厚度25～30mm的厚壁环形试样.通过光镜、扫描电镜和性能试验设备研究了两种不同WCp体积分数WCp/Fe-C复合材料的力学性能、耐磨损性能和抗热疲劳性能,并与硬质合金和高铬铸铁进行比较.结果表明WCp体积分数在80%和65%左右的两种WCp/Fe-C复合材料,其抗拉强度达到了320和348MPa,冲击韧性均＞4J/cm2,硬度为HRC63.5和HRC61.5.20和40N载荷下的耐磨性分别达到208.33、90.91和127.06、57.14,抗热疲劳性能优良.与硬质合金和高铬铸铁相比,WCp/Fe-C复合材料的冲击韧性、抗热疲劳性能以及20和40N载荷下的耐磨性均有大幅度提高.

WC_P/Fe-C复合材料的界面反应和基体合金化研究

利用离心铸造成型碳化钨颗粒 (WCP)增强 Fe- C基体合金的复合结构空心圆柱体 ,采用宏观测量、X射线衍射分析和扫描电镜 (SEM)与能谱 (EDS)的微观分析 ,对 WCP/ Fe- C界面反应和基体合金化研究。结果表明 ,在转速80 0～ 1 2 0 0 r/ min离心铸造机上获得了外径 1 67mm,内径 87mm,高 67mm的空心圆柱体 ,其表面层为 1 6～ 2 0 mm大断面 WCP/ Fe- C复合材料 ,芯部为 Fe- C基体合金。铸造碳化钨颗粒 (CTCP)的表面被高温 Fe- C基体合金熔融体部分溶解 ,甚至解体 ;原位 (in- situ)自生成细小短棒状 WC和 W2 C先共晶析出相 ;远离 CTCP,分布游离的细小颗粒状和网状 WC、W2 C、Fe3W3C- Fe4 W2 C、Cr7C3和 Fe3C碳化物。由于 CTCP部分溶解和扩散作用 ,复合结构空心圆柱体的 Fe- C合金基体被不同程度合金化。

微量元素在耐磨铸钢榨螺中的作用

研究了微量元素在耐磨铸钢榨螺中的作用。结果表明 :微量元素能细化组织 ,有利于淬火组织中位错亚结构的形成 ,并能改善夹杂物的形态、大小及分布。与未加微量元素的试验钢相比 ,在硬度基本相同的情况下 ,无缺口冲击韧性和强度分别提高 192 %和 16 % ,伸长率提高 6 5 %。用该试验钢生产的榨螺使用寿命比原渗碳钢榨螺提高了

离心铸造WC_p/Fe-C复合材料及其应用研究

通过扫描电镜、电子能谱分析,研究了离心铸造复合材料辊环的机械性能,微观组织及其应用。结果表明:在离心铸造条件下制备的WCp/Fe C复合材料辊环,其复合材料工作层的硬度达到HRA80～85,接近了粉末冶金辊环的硬度(HRA81～88),复合材料工作层和芯部贝氏体基体的冲击韧性ak值分别达到5.4和14.8J/cm2。高于粉末冶金辊环的韧性(1.6～3.0J/cm2)。辊环复合材料工作层中增强颗粒的体积分数和复合材料工作层厚度均受离心转速和浇注温度影响。在离心转速>1200r/min、浇注温度>1500℃时,可制备复合材料工作层厚度18～24mm、WCp体积分数80%、界面结合良好没有微观和宏观裂纹缺陷的复合材料辊环。

稀土-硼对30CrMn2Si马氏体铸钢性能和组织的影响

本文研究了稀土-硼复合变质剂对30CrMn2Si马氏体铸钢的组织转变、性能及夹杂的影响。结果表明:稀土-硼复合变厩处理能细化组织,减缓奥氏体分解,提高钢的淬透性,使M_s点升高,并抑孪晶马氏体形成,增加位错马氏体比例,改善夹杂物形态、大小及分布,从而使该钢的α_K提高70％,δ_5提高65％,σ_s、σ_b均提高200MPa以上。

RE-Nb对铸造3Cr2MoNiWV热锻模具钢组织和力学性能的影响

用扫描电镜、透射电镜和万能电子材料拉伸试验机研究了RE-Nb对铸造3Cr2MoNiWV热锻模具钢组织和力学性能的影响。结果表明:RE-Nb能细化组织,增加位错马氏体的比例,改善回火碳化物和夹杂物的形态、数量及分布。与常规的铸造3Cr2MoNiWV热锻模具钢相比,冲击韧性提高1.9倍,达到了72.3 J/cm2,常温抗拉强度和高温抗拉强度(600℃)分别提高了212 MPa和206 MPa,达到1 446 MPa和1 041 MPa,而硬度变化不大。

Al_2O_(3P)/ZA27复合材料的高温摩擦磨损特性

借助SRV高温摩擦磨损试验机、SEM及能谱分析仪研究了Al2 O3p/ZA2 7复合材料的高温摩擦磨损特性。结果表明 :在边界润滑条件下 ,Al2 O3p/ZA2 7复合材料的高温磨损质量损失较ZA2 7合金降低 0 .0 0 5 34g ;摩擦因数随着增强颗粒体积分数的增加而降低 ,当增强颗粒的体积分数由 10 %增加到 30 %时 ,Al2 O3p/ZA2 7复合材料的摩擦因数由 0 .142降低到 0 .132 ,但均高于ZA2 7合金。其高温失效形式为犁削和疲劳磨损。

钇在低合金马氏体铸钢中的作用研究

研究了钇在低合金马氏体铸钢中的作用。结果表明，钇能减少试验钢组织中孪晶马氏体量，增加板条马氏体比例，细化马氏体领域，促使回火碳化物在马氏体晶内弥散析出，改善夹杂物形态及分布。在硬度保持相同的情况下，加钇试验钢的冲击韧度比不加钇的提高１倍，达４５．４Ｊ／ｃｍ２。

高强韧性耐磨铸钢榨螺的研制

通过加入微量元素研究了１ 种高强韧性耐磨铸钢榨螺；结果表明，这种高强韧性耐磨铸钢榨螺，在基本硬度ＨＲＣ 保持在５１－６ 的条件下，抗拉强度和无缺口冲击韧性分别达到１ ８５０ ＭＰａ 和１４６ Ｊ／ｃｍ ２，完全满足大型榨油机的使用要求；与原渗碳钢榨螺相比，高强韧性耐磨铸钢榨螺的使用寿命提高２ 倍以上，材料利用率提高了１３２ ％ ，生产成本大幅度降低。

回火温度对高碳中锰钢性能的影响

研究了回火温度对变质高碳中锰钢组织与性能的影响 ,结果表明 :随回火温度升高冲击韧度增大 ,组织中回火碳化物增多、耐磨性提高 ,当回火温度达 30 0℃时 ,无缺口冲击韧度达最大值 ,为 12 1.4J/ cm2。与常规水韧处理的试验钢相比 ,无缺口冲击韧度提高 80 % ,磨损失重降低了 5 6 % ,硬度变化不大。

稀土复合添加剂在中碳耐磨铸钢中作用的研究

稀土复合添加剂能细化晶粒,增加淬火组织中板条马氏体比例,改善夹杂物形态、大小和分布;提高残余奥氏体数量,减缓奥氏体分解,使钢的临界淬透直径增加硬度保持在HRC50左右,冲击韧性、断裂韧性分别提高67%和34%,低温韧性大于60J/cm^2.生产应用表明,在非强烈冲击磨损条件下,使用寿命比高锰钢提高1~4倍.

稀土硼对30CrMn2Si铸钢组织转变的影响

本文通过光镜、透射电镜、扫描电镜研究了稀土硼对30CrMn2si铸钢组织转变的影响。研究结果表明:稀土硼减缓了奥氏体的分解,使钢的淬透性和临界淬透直径增加,Ms点升高。稀土硼还能使铸态组织细化,铁素体数量增多,并能抑制孪晶马氏体形成,增加位错马氏体比例,改善回火碳化物形状、数量及分布。增加淬火组织中残余奥氏体数量。从而使钢的性能得以改善。

颗粒增强Fe-C功能复合材料的现状及展望

综合分析了颗粒增强Fe-C功能复合材料研究领域的现状,介绍了颗粒增强Fe-C功能复合材料的最新制备技术,并对它的研究发展做了展望.

离心法制备复合材料环的组织和性能

通过离心铸造法制备了外加WC颗粒增强铁基复合材料环,研究了复合材料环表面工作层内WC颗粒分布、界面结构、基体组织和力学性能以及高速磨损性能。结果表明:采用离心铸造法制备的外加WC颗粒增强铁基复合材料环是由外部WCP/Fe-C工作层和芯部Fe-C合金层组成的复合结构,其复合材料工作层厚度约30 mm,复合材料层中WCP分布均匀,体积分数约80%,复合层硬度80～85 HRA,芯部基体组织为贝氏体、石墨和少量复合碳化物,芯部基体硬度为73～76 HRA,冲击韧性大于10J/cm2,复合材料磨损率远低于高速钢,与WC硬质合金相当。

奥氏体化温度对低合金钢三体冲击磨损性能的影响

研究了奥氏体化温度对试验用三体冲击磨损性能的影响．结果表明，试验钢的磨损量随奥氏体化温度的升高呈曲线变化。低能下，奥氏体化温度为１０５０℃时磨损量最小；高能下，奥氏体化温度为１０００℃时磨损量最小；高能冲击磨损条件下的磨损量均小于低能条件下的磨损量．

稀土变质剂对中碳马氏体铸钢中夹杂的影响

通过光镜、扫描电镜、电子探针、俄歇能谱等手段,研究了稀土变质剂对中碳马氏体铸钢中夹杂的变质作用,并研究了夹杂的化学组成,结果表明,稀土变质剂改善了中碳马氏体铸钢中夹杂的形态、大小及分布。稀土作为表面活性元素,富集在硫化物、氧化物夹杂周围,形成复合夹杂,且阻止夹杂长大,从而使夹杂变得圆整细小,分布均匀,削弱了夹杂对钢的有害作用,提高了中碳马氏体铸钢的力学性能,特别是冲击韧性。