高Ni奥氏体球墨铸铁的生产

介绍了高Ni奥氏体球墨铸铁的化学成分、金相组织和力学性能控制范围和方法,阐述了其熔炼、浇注及热处理工艺的要点。用大量试验数据说明,当充满度和CE较高时,石墨化更充分,液相线温度更低,铁液高温氧化性降低,流动性更好。工艺试验证明,高Ni奥氏体球墨铸铁不能采用高温退火缓冷工艺,可以通过高温退火快冷的方法提高其力学性能。

高镍奥氏体球墨铸铁涡壳的开发

针对D-3.5和D-5S两种材质的高镍奥氏体球铁涡壳进行了试验研究,认为奥氏体枝晶发达才是高镍球铁出现碎块状石墨和显微缩松难以消除的根本原因。通过MAGMA模拟软件进行了铸造工艺模拟分析,优化了铸造工艺,缩短了开发周期,降低了成本。采用长效的Si-Ba和Si-Sr孕育剂的多次孕育,并加入微量的Sn和Sb元素,同时严格控制化学成分、出铁温度等关键参数,解决了球化不稳定、碎块石墨和显微缩松等问题,成功完成了高镍奥氏体球铁涡壳的开发,掌握了高镍奥氏体球铁的批量生产技术。

高镍奥氏体球墨铸铁质量的炉前在线控制

采用计算机辅助热分析系统完成了高镍奥氏体球铁的炉前质量控制.试验结果经统计学分析用于在线控制获得满意结果.试验结果表明,高镍奥氏体球铁的液相线温度和碳当量之间的关系可表达为CE=15.7826-0.0096575TL.为了满足高镍奥氏体球铁的抗拉强度大于400MPa的概率为99%的要求,高镍奥氏体球铁的液相线温度应控制在1203℃～1226℃范围内.

无镍(Ni)低温高强度球墨铸铁YJ105A牵引电机机座的试验研究

镍(Ni)是生产低温高强度球墨铸铁的一个重要元素,它可以提高铁素体的低温韧性,降低脆性转变温度。但是,Ni的价格昂贵,增加了生产成本。为了降低生产成本,提高效益,进行了无Ni低温高强度球墨铸铁YJ105A牵引电机机座的生产试验研究。研究结果表明,严格控制铁水的冶金质量,控制适量的C、Si、Mn、Ca、Ba、Re、S等元素的含量,特别是将锰含量严格控制在0.15%以下,选用优质球化剂和优质孕育剂,并配套严格的铸造工艺,完善各项参数的检测手段,无Ni低温高强度球墨铸铁YJ105A牵引电机机座的生产是可以实现的。

高Ni球墨铸铁排气歧管缩孔和缩松的消除

介绍了高Ni球墨铸铁排气歧管铸造工艺的改进过程。高Ni球墨铸铁w(Si)量较低,w(Cr)量较高,浇注温度高,缩松、缩孔倾向大。为消除缩松、缩孔,试验了4种工艺方案。方案1:铸件背面向上,在铸件顶面和侧面设置冒口,试图用冒口补缩来消除缩松、缩孔,结果缩孔更大。方案2:铸件背面向下,内浇道设在铸件侧面,结果缩松、缩孔仍然未能消除。方案3:仍采用方案2的浇注系统,在热节部位设置冷铁,结果缩松、缩孔消除,但放冷铁操作不便,铸件清理也较困难。方案4:采用具有鸭舌形冒口颈的冒口,使冒口颈在液态补缩结束后快速凝固封闭,防止凝固后期石墨化膨胀将铁液挤进冒口,充分利用石墨化膨胀进行补缩,结果缩松、缩孔消除。

高镍奥氏体球墨铸铁铸件的生产工艺研究

介绍了高镍奥氏体球墨铸铁铸件的化学成分选择、熔炼及浇注工艺过程。分析了铸件在批量生产中球化率不稳定导致力学性能不良的原因,通过控制浇注时间和保证不中断随流孕育进行了改善。同时,通过使用回炉料和高镍奥氏体球墨铸铁铸件加工铁屑,在保证产品性能稳定的情况下,节约了生产成本。

高镍奥氏体球墨铸铁涡壳铸造工艺优化

高镍奥氏体球墨铸铁涡壳铸件竖直摆放浇注时,铸件凝固补缩能力差、出品率低,铸件管壁易形成气孔缺陷。结合铸件缺陷特征和分布情况,通过调整铸件浇注位置并结合Magma软件,分析不同浇注位置对铸件凝固过程的影响,并根据顺序凝固理论判定其工艺可行性,优化了铸造工艺设计方案。结果表明,该方案解决了高镍涡轮壳铸件管壁气孔缺陷,并大幅度提高了铸件的工艺出品率和成品率,经济效益显著。

高镍奥氏体球墨铸铁支撑的材质及铸造工艺研究

介绍了GGG-NiMn13-7奥氏体球墨铸铁件支撑的化学成分、炉料配比、球化和孕育处理、热处理工艺的选择及铸造工艺的设计。通过加入微量元素Sb提高石墨的圆整度;选用合理的冒口类型防止缩松和缩孔;采用高温出铁,快速浇注的方法避免皮下气孔;成功试制出符合技术要求的支撑铸件。

1Cr18Ni9Ti 奥氏体不锈钢锻件高温高载荷下断裂

1Cr18Ni9Ti 奥氏体不锈钢锻件长期在高温高载荷下服役后发生断裂。对断口进行了宏观、低倍、OM 及SEM 检验,分析了在长期服役过程中锻件内部析出物的析出和重溶规律,对断裂机理进行深入探讨,创造性地提出了锻件的断裂原因。结果表明:在长期服役过程中晶界处不断积累的σ 脆性相是锻件断裂的根本原因,并针对性地提出了预防措施。

石墨和碳化物形态对高镍奥氏体球铁抗热冲击性能的影响

本文论述了合金元素Si,Cr,Mo对含Ni20％的高镍奥氏体球墨铸铁抗热冲击性能的影响,揭示了石墨和碳化物形态与热冲击疲劳裂纹扩展方式和扩展速率之间的关系。发现石墨呈球状时热冲击疲劳裂纹为晶界型裂纹,抗热冲击性能最好;呈片状时为穿晶型裂纹,抗热冲击性能最差,呈枝晶状时为(晶界加穿晶)混合型裂纹,抗热冲击性能介于前二者之间.加入适量的Cr,Mo,Si可显著地提高抗热冲击性能。

新工艺改善高强度铸铁ADI的加工性2.5倍

ADI虽有优异的力学性能．但因加工性恶化，至今还没有应用实例。为此．日本日立金属工业公司，采用奥氏体等温淬火热处理工艺提高球墨铸铁（ADI)的加工性．本工艺主要以减少ADI非加工的硬化组织，达到提高加工性为目的。奥氏体等温淬火处理以前进行700℃1h的预加热处理，事实上实施预加热处理的ADI加工性比过去的ADI提高2．5倍。

高抛光性Cr18Ni10钢、Cr17Ni13Mo2钢生产工艺的研制

目前，钛非稳定化的奥氏体耐蚀钢得到越来越广泛的应用。由于这种钢的通用性，以及耐蚀性、机械性能和工艺性能的良好匹配，其在耐蚀轧材生产总量中的比例不断增加。为这种类型钢寻找新的应用领域的同时消费者的要求亦更为严格。所有这些注定必须完善这种钢的冶炼和处理工艺，以及寻找节约贵重金属Ni的途径。

高温高应变率对06Cr19Ni10奥氏体不锈钢动态力学性能的影响

采用高温分离式霍普金森(High Temperature Split Hopkinson Pressure Bar)动态试验装置,研究了06Cr19Ni10奥氏体不锈钢在温度25~300℃和应变率1000~3000 s^(-1)下的动态力学性能。结果表明,06Cr19Ni10奥氏体不锈钢在1000~3000 s^(-1)范围内表现出应变率强化效应,在25~300℃范围内表现出温度软化效应。利用扫描电子显微镜(SEM)对应变率为3000 s^(-1)的变形试样进行微观组织研究。结果表明,高应变率下,变形带密度大,随着变形温度的增加变形带密度降低。

高强度含N节Ni奥氏体不锈钢08Cr19Mn6Ni3Cu2N(QN1803)的显微组织及性能

借助Thermo-Calc热力学相图计算软件,设计了可用于替代06Cr19Ni10 (S30408)的高强度含N节Ni奥氏体不锈钢08Cr19Mn6Ni3Cu2N (QN1803),通过OM、SEM和电化学工作站等方法研究了其组织及性能。结果表明,当固溶温度从1040℃升至1120℃时,QN1803钢的晶粒尺寸均小于S30408,两者平均晶粒尺寸之差由1.8μm提高至16.27μm。N原子起到细晶和固溶强化的作用,使QN1803钢的屈服强度提高至400 MPa以上,达到S30408钢的1.3倍;N原子降低了奥氏体不锈钢的低温韧性,使QN1803钢在-60℃以下的冲击功显著低于S30408钢。经600~900℃敏化处理后,QN1803钢沿晶界析出富Cr的碳化物,析出的鼻尖温度为800℃;由于N原子抑制碳化物的形核和长大,QN1803钢发生晶间腐蚀需要更长的敏化时间,在700℃敏化处理时,QN1803钢发生晶间腐蚀所需要的时效时间是S30408钢的2倍。与S30408钢相比,QN1803钢钝化膜的N和Cr元素含量更高;QN1803钢属于稳态奥氏体不锈钢,具有与S30408钢相近的点蚀速率(4.72 g/(m2·h))和更高的点蚀电位(327 mV);经60%冷轧压下变形后,QN1803钢的耐点蚀能力是S30408钢的1.15倍,制品应力开裂风险更低。由于添加了1.65%的Cu元素,使QN1803钢在5%H2SO4腐蚀溶液中,表面可生成一层保护基体的富铜膜,从而使其在稀H2SO4溶液中的耐腐蚀能力达到S30408钢的6.6倍。

等离子弧增材制造双金属交织结构微观组织及力学性能

以18Ni高强钢和高氮奥氏体不锈钢为丝材,采用等离子弧增材制造高强钢-高氮钢双金属交织结构,通过对高强钢-高氮钢双金属交织结构的微观组织观察、显微硬度及抗拉强度等力学性能试验研究了双金属交织结构的组织转变特征及其与力学性能关系.结果表明,在高氮钢区域显微组织主要为奥氏体等轴晶及树枝晶,高强钢区域为板条状马氏体.高强钢区域硬度变化范围为480~500 HV;高氮钢区域硬度变化范围为310~320 HV.拉伸试验结果表明,交织结构在x向抗拉强度均值为1092 MPa,略低于y向抗拉强度1189 MPa;x向断后伸长率均值为20.0%,与y向断后伸长率19.5%相差不大;断口呈暗灰色、明显纤维状,分布有大量的等轴韧窝,韧窝尺寸大而深,断口边缘存在明显剪切唇区,属于韧性断裂.

循环乙烷裂解炉炉管失效分析

某材料为35Cr45Ni高镍铬奥氏体耐热钢的循环乙烷裂解炉炉管在停炉后发生开裂,通过对其进行宏观形貌、微观形貌、显微组织以及化学成分等方面的分析和理论计算,找出了炉管开裂失效的原因,并提出了相应的预防措施和建议。结果表明:炉管长期在高温下服役,导致其强度降低,塑性和韧性变差;同时炉管内形成了很厚的结焦层,由于结焦层的热膨胀系数和炉管的热膨胀系数相差很大,使其在停炉冷却过程中对炉管内壁产生了很大的环向应力,当其超过炉管的抗拉强度时,就会导致炉管发生纵向全管开裂。

汽车排气歧管材料现状及发展趋势

介绍了汽车排气歧管的功能、结构特点和失效形式,认为排气歧管材料应耐热性好、耐热疲劳性好、高温强度高、加工性能好和铸造成形性好。概述了我国排歧气管用材料现状及发展动向,指出铸态高铁素体量球铁、蠕墨铸铁、中Si-Mo球铁、高Ni奥氏体球铁排气歧管的生产要点。

残留/逆转变奥氏体对改善高强度不锈钢-196℃超低温冲击性能的影响

采用力学性能测试、SEM和XRD等手段研究了淬火+低温回火处理的0Cr16Ni6高强度不锈钢和过时效处理的00Cr11Ni11MoTi马氏体时效不锈钢,并分析了残留/逆转变奥氏体对试验钢超低温缺口抗拉强度和冲击性能的影响。结果表明,在两种试验钢室温强韧性相近的情况下,0Cr16Ni6钢在超低温下(-196℃)的缺口抗拉强度和冲击性能显著优于00Cr11Ni11MoTi钢。根据冲击试样远离断口和断口附近马氏体/奥氏体衍射峰的相对强度分别定量计算的残留/逆转变奥氏体含量,发现在裂纹形成和扩展过程中0Cr16Ni6钢有接近90%的残留奥氏体通过应变诱发相变生成马氏体,显著改善了超低温韧性;而过时效00Cr11Ni11MoTi钢形成的逆转变奥氏体具有较高的稳定性,难以发生应变诱发马氏体相变,改善超低温韧性作用程度有限。

1Cr11Ni2W2MoV热处理工艺开发

1Cr11Ni2W2Mo V属于新型马氏体耐热不锈钢,具有良好的综合力学性能,尤其具有优良的韧性和抗氧化性能,广泛用于航空工业中制造600℃以下工作的发动机叶片等重要零部件。本文主要探讨航空用钢自由锻件的热处理工艺开发。