浇注温度对半固态亚共晶高铬铸铁初生奥氏体的影响

利用倾斜板冷却体法制备了亚共晶高铬铸铁半固态浆料,并且研究了不同浇注温度对半固态亚共晶高铬铸铁初生奥氏体的影响。结果表明,浇注温度低时,合金熔液获得的过冷大,初生奥氏体大量形核,颗粒细小、圆整;随着浇注温度的升高,合金获得的过冷减小,初生奥氏体形核率降低,液相原子扩散能力提高,长大机率增加,初生奥氏体明显长大,且朝枝晶状生长,颗粒尺寸变大、圆整度差、枝晶发达;当浇注温度进一步升高时,液相原子扩散能力再次加强,使得初生奥氏体周围液相的溶质浓度均匀,颗粒生长没有明显的方向性,初生奥氏体颗粒粗大、圆整。

碳量变化对高铬铸铁初生奥氏体稳定性的影响

通过改变高铬铸铁(Cr15)的含碳量,研究了高铬铸铁凝固过程中初生奥氏体中C、Cr量变化对初生奥氏体稳定性的影响。结果表明,较快的冷速条件下自液体中析出的初生奥氏体固溶的C、Cr量远高于平衡条件;在本试验冷却条件下,随着碳含量的增加,初生奥氏体中固溶的C量增加、Cr量减少,这使C原子的扩散增强,并且奥氏体过饱和程度增大,二次碳化物析出趋势增强;当二次碳化物未析出时,碳量的增加使奥氏体稳定性增加,而一旦二次碳化物析出,碳量的增加使奥氏体的稳定性变差;碳量2.63%为奥氏体能否析出二次碳化物的临界值。

冷却速率对高铬铸铁初生奥氏体稳定性的影响

借助金相显微镜、扫描电镜分析能谱,显微硬度仪,通过改变高铬铸铁(Cr15)凝固冷却速率,研究冷速对初生奥氏体稳定性的影响。结果表明:随着冷却速率增加,共晶组织含量先增加后减少,初生奥氏体量呈先减少后增加的趋势演变;初生奥氏体中固溶的C、Cr含量增加,奥氏体的过饱和度增大,当二次碳化物未析出时,初生奥氏体稳定性增加,一旦二次碳化物析出,其稳定性降低;初生奥氏体向马氏体转变数量减少,稳定性增强;共晶奥氏体和初生奥氏体边缘部位不稳定,最先发生A→M转变。

Si/C对高铬铸铁初生奥氏体稳定性及碳化物的影响

通过改变高铬铸铁(Cr15)的硅含量,研究Si/C对高铬铸铁初生奥氏体及碳化物的影响。结果表明:随着Si/C增加,初生奥氏体中固溶的Si原子含量增加,C、Cr原子含量减少,奥氏体稳定性降低;初生碳化物呈生长初期易粗大而后生长受限的趋势演变;硬度值递增是由于Si原子固溶强化、碳化物含量增加及大量奥氏体转变成马氏体综合作用的结果;C、Cr原子微区富集增加,共晶碳化物形核核心及凝固温度区间先收窄再扩大的共同作用导致共晶碳化物尺寸先减小再增大。

锑对亚共晶灰铁初生奥氏体二次枝晶臂间距的影响

采用定向凝固方法研究了不同锑含量的亚共晶Ｆｅ－Ｃ－Ｓｉ－Ｍｎ合金初生奥氏体二次枝晶臂间距。结果发现，当Ｓｂ≤０．０３６％时，随锑含量的增加，奥氏体二次枝晶臂间距减小；当Ｓｂ＞０．０３６％后，随锑含量增加，奥氏体二次枝晶臂间距又逐渐变大。

初生奥氏体形态对高铬铸铁重熔保温过程组织演变的影响

将亚共晶高铬铸铁铸态试样和半固态试样加热至液固温度区间保温,研究了保温过程中初生奥氏体形态和尺寸的演变过程。结果表明,两种试样保温过程中奥氏体晶粒都经历了粗化并趋于球化的发展过程,其粗化是由于溶质原子迁移和晶粒合并所导致。原始奥氏体形态决定其球化速度,含颗粒状奥氏体的半固态试样中奥氏体经历了简短的长大而球化过程。含枝晶状奥氏体的铸态试样中奥氏体先形成网状结构,然后经过复杂的熔断、长大过程,奥氏体球化速度极其缓慢。

氮对灰铸铁初生奥氏体析出温度的影响

用差热分析的方法测定了氮对Fe^-C_(3.45)^-Si_(2.15)和Fe^-C_(3.45)^-Si_(2.15)^-Mn_(0.80)灰铸铁初生奥氏体析出温度的影响,并运用热力学原理对实验结果进行了讨论。

灰铁中初生奥氏体形核机理探讨

本文以金属结晶与铸铁冶金原理为理论基础,对工业熔炼条件下的灰铁铁水结晶时二氧化硅析出的热力学与动力学条件、初生奥氏体析出的动力学扩散条件,以及他们之间的共格关系做了详尽的计算与分析,初步结果表明:鳞石英可以成为初生奥氏体结晶的有效形核质点。更有意义的是,在此基础上,借助现代测试技术与改变一些对二氧化硅析出起显著作用的因素,对该结论进行了验证,并提出了一些新的观点。

镍、铬对D型石墨铸铁初生奥氏体枝晶的影响

本文研究了加入不同量合金元素镍、铬对D型石墨铸铁初生奥氏体枝晶的影响。研究结果表明:镍和铬都能够促进D型石墨铸铁中初生奥氏体骨架的生长,本实验中,加入镍或铬的量越大,效果越大。加入镍促使形成分枝较少的长椭圆初生奥氏体,加入1.0%镍时获得最大初生奥氏体量。铬亦促使形成分枝较少的椭圆初生奥氏体,加入量达到0.8%时效果最明显。

铁液处理状态对初生奥氏体形核的作用机制

对Fe-C亚共晶合金熔液在1723K保温1h,进行熔融玻璃净化处理,并在净化过的铁液中添加灰铸铁、白口铁和电解铁试块,探讨铁液净化和碳元素加入方式对初生奥氏体形核过冷度、形核数量和生长方式的影响。结果表明,铁液经玻璃处理后,初晶与共晶形核困难。当在净化过的铁液中添加灰铸铁后,初晶和共晶均易于形核。不同处理状态分别起着消除或生成"Fe的富集区"的作用,对初生奥氏体的非自发形核有着显著的影响。

添加钛、铌、锰、硫及镁对亚共晶灰铸铁初生奥氏体形核及生长的影响

共晶铸铁在共晶凝固时,熔体中碳的状态,即"C的微小集合体"已经被深入研究。然而对于与初生奥氏体密切相关的铁原子的状态,即"铁的微小集合体"却缺乏研究。本文作者提出,在亚共晶灰铸铁熔体中,初晶γ的形核受"Fe的富集部"的影响,而"Fe的富集部"的形成及消失与"C的微小集合体"有关。研究表明,初生奥氏体的形核过冷度、形核数和晶核生长形貌随工艺条件如过热度、保温时间和冷却速率而变化。本文讨论了在熔体的过热度、保温时间和冷却速率固定的条件下,钛、铌、锰、硫和镁这五种添加元素对亚共晶灰铸铁初晶γ的凝固过程的影响。

灰铸铁中的初生奥氏体及石墨组织

众所周知,灰铸跌的性能决定于其组织。所有提高灰铸铁性能的方法,都是通过各种工艺途径改善组织来实现的.概括近年来在灰铸铁凝固及其组织方面的研究,评定灰铸铁的组织应从四个方面进行:第一,石墨的类型、分布及尺寸;第二,初生奥氏体组织的数量及形貌;第三,共晶团大小,单位试样断面面积上的共晶团数;第四,基体中珠光体组织的比例及珠光体片间距的大小。

半钢初生奥氏体异质形核的探讨——稀土夹杂物和几种氧化物的作用

本文对 La_2O_3、Al_2O_3和 SiO_2等氧化物做为半钢材料初生奥氏体异质形核核心的有效性进行了分析与计算。根据二维点阵错配度计算结果表明:La_2O_3可以做为半钢材料初生奥氏体异质形核的有效核心,Al_2O_3可以做为中等有效核心,而 SiO_2不能做为有效核心。

半固态高铬铸铁初生相的形貌及其定量分析

为改善高铬铸铁组织中初生枝晶奥氏体的形貌,采用倾斜冷却体法制备了奥氏体明显细化、圆整的半固态高铬铸铁坯料。在冷却体斜度及熔体在其表面流经长度不变的条件下,通过改变浇注温度获得三组不同半固态成型温度所对应的凝固组织,并借助Leica图像分析仪分别定量分析了初生奥氏体的形状系数和等效直径的变化特征。研究工作表明采用本方法可明显改善奥氏体的形貌,浇注温度的变化对半固态组织有较大影响。

过流冷却体法中高铬铸铁初生相的细化研究

采用过流冷却体法制备高铬铸铁半固态浆料,对初生相的细化过程进行研究。结果表明:过流冷却体改变了高铬铸铁熔体的温度场、成分场,且合金熔体间、熔体与过流冷却体间存在剪切应力,使初生相得到细化;树枝状奥氏体和长杆状M7C3碳化物的细化受熔体的温度、温度梯度和粘度影响较大;在凹槽半径较小或温度较高的过流冷却体中熔体温度较高,温度梯度较小,粘度较小,使奥氏体的细化以枝晶臂熔断为主;M7C3碳化物因[0001]方向生长速度较小及剪切作用而细化;在凹槽半径较大或温度较低的过流冷却体中温度较小,温度梯度较大,粘度较大,剪切应力较大,使奥氏体的细化以枝晶臂弯曲折断为主,碳化物以折断、分裂而细化。

高铬铸铁中不同初生相在不同凹槽半径过流冷却体中的形貌演变

采用过流冷却体法制备高铬铸铁半固态浆料,研究高铬铸铁中不同初生相在不同凹槽半径过流冷却体中的形貌演变。结果表明:采用过流冷却体法细化高铬铸铁半固态浆料组织是行之有效的方法。呈树枝状长大的初生奥氏体的细化在凹槽半径较小的冷却体中以熔断为主,在凹槽半径较大的冷却体中以扭折为主。呈杆状长大的初生M7C3型碳化物在冷却体中的细化以破碎、折断、劈裂为主,在凹槽半径较小的冷却体中较凹槽半径较大的冷却体中易形成包裹层较厚的杆状碳化物,且较难被破碎和折断。

倾斜板角度对亚共晶高铬铸铁半固态组织的影响

采用倾斜板冷却体法对亚共晶高铬铸铁进行半固态成形,研究了倾斜板角度对亚共晶高铬铸铁半固态组织的影响规律。结果表明:倾斜板角度过大或过小都将使得组织中的初生奥氏体较粗大、圆整度较小。当倾斜板角度较小时,金属液的流速相对较慢,枝晶与枝晶和枝晶与金属液间的冲刷、碰撞、剪切作用较小,晶粒易于长大,导致枝晶状初生奥氏体比较多。当倾斜板角度较大时,金属液流速相对较快,金属液在倾斜板上流动的时间相对较短,枝晶间以及枝晶与金属液间的冲刷、碰撞、剪切作用时间相对较短,导致枝晶状初生奥氏体也比较多。当倾斜板角度为45°时,制备的亚共晶高铬铸铁初生奥氏体的尺寸最小,圆整度最高。

半固态灰铸铁的制备与显微组织

建立了一种不需搅拌和其它附加处理的半固态灰铸铁制备技术 ,用浇注前合理调整熔体温度或调温 +适当快冷的铸造方法 ,并配以合适的凝固冷却速度 ,成功地制备了球状初生奥氏体圆整、尺寸细小、分布均匀的半固态亚共晶灰铸铁 ,得到了最佳工艺条件 ,并用铸铁金相计算机辅助检测系统 ,对初生奥氏体的形状系数和等效直径进行了测量与统计分析 。

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.

过流冷却体工艺条件对亚共晶高铬铸铁组织的影响

采用过流冷却体法制备亚共晶高铬铸铁,研究过流冷却体工艺条件对亚共晶高铬铸铁组织的影响。结果表明,采用过流冷却体法制备的组织与常规凝固组织相比圆整度较高、尺寸较小;过流冷却体长度、角度、凹槽半径对亚共晶高铬铸铁初生奥氏体的形貌影响均很明显。随着过流冷却体长度、角度的增大,初生奥氏体的圆整度先提高后降低,尺寸先减小后增大。大凹槽半径的过流冷却体制备的初生奥氏体较小凹槽半径过流冷却体制备的初生奥氏体圆整、细小。