Shrinkage Behaviour of Spheroidal Graphite Cast Iron in Green and Dry Sand Molds for the Benchmarking of Solidification Simulation

The effects of metallurgical and processing parameters on the formation of shrinkage cavities and porosities in spheroidal graphite cast iron have been studied, considering the parameters of carbon equivalent, inoculation, casting modulus, mold type (green or dry) and pouring temperature within specific ranges of these variables. Based on the orthogonal experiments, the metallurgical and processing parameters of the minimum casting shrinkage and the maximum casting shrinkage were obtained, and the effects of metallurgical and processing parameters on the formation of shrinkage cavities and porosities in spheroids graphite cast iron castings were discussed. Finally, two regression equations relating these variables to the formation of shrinkage porosity were derived based upon the orthogonal experiments conducted.

水泥稳定石墨尾矿砂的路用性能试验研究

石墨尾矿大量堆积引发了一系列的危害,包括环境污染、水资源受损以及地质灾害风险增加等。使用水泥稳定石墨尾矿砂作为路基材料,不仅可以提高石墨尾矿砂的综合利用率,还可以降低施工成本。本文探讨了水泥掺量对水泥稳定石墨尾矿砂抗压强度和抗冻性能的影响。结果表明:水泥稳定石墨尾矿砂试件的抗压强度随着水泥掺量的增加而增加;当水泥掺量为7%时,水泥稳定石墨尾矿砂试件7 d龄期的抗压强度达到了2.61 MPa;随着冻融循环次数的增加,水泥稳定石墨尾矿砂试件的质量损失率逐渐增大,抗压强度逐渐减小;水泥掺量越大,水泥稳定石墨尾矿砂试件抵抗冻融的能力就越强。研究结果可为中国东北地区使用水泥稳定石墨尾矿砂作为路基材料提供参考。

温度和盐/碱作用下膨润土-砂-石墨缓冲材料膨胀力性能演化

缓冲材料是核废料等高放废物地质处置库的最后一道工程屏障,要想科学合理地评估缓冲材料的实际工作性能,需对温度场和化学场作用下非饱和缓冲材料的膨胀特性有清晰的认识。以膨润土-砂-石墨缓冲材料(BSG)为研究对象,基于自主研发的膨胀力试验装置,系统研究了温度、化学溶液对BSG混合物的膨胀力的影响。结果表明:高温和化学溶液降低膨胀力。阳离子类型的影响通过其化学活性的差异来解释。Ca^(2+)离子具有比Na^(+)离子更高的交换容量。温度对膨胀力的影响超过了阳离子类型,在室温条件下,加入CaCl_(2)溶液的BSG混合物的膨胀力高于加入NaCl溶液的,而高温下规律则相反。随着NaOH溶液pH值的增加,膨胀力减小。在较高的温度下,下降速率取决于NaOH溶液pH值。高浓度的OH^(-)有利于双层膨胀和土体结构重排,不同浓度的NaOH溶液对膨胀力的影响表现为Na^(+)和OH^(-)的相互作用。土体结构重新排列引起的双层膨胀力的增加和膨胀力的降低分别由双层厚度的减小和蒙脱石和硅酸盐矿物的溶解控制。

石墨尾矿砂沥青混合料水稳定性能研究

为探究石墨尾矿砂掺量对沥青混合料的水稳定性能的影响规律,以石墨尾矿砂替代传统细集料制备沥青混合料,设计体积掺量为机制砂10%~80%的石墨尾矿砂沥青混合料,并加入2种界面改性剂,即添加质量分数为0.6%的抗剥落剂和0.4%硅烷偶联剂以提高石墨尾矿与沥青的黏附性,通过水洗脱法评价细集料与沥青的黏附性以及界面改性剂对黏附性的提升效果。最后通过浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验,分析不同体积掺量的石墨尾矿对沥青混合料水稳定性的影响,并对不同类型界面改性剂的改善效果进行评价。结果表明,石墨尾矿砂抗水剥落能力低于机制砂,石墨尾矿砂的剥落率为82.23%,机制砂为59.93%;沥青混合料水稳定性随着石墨尾矿砂掺量的提高逐渐降低;马歇尔稳定度随着石墨尾矿砂掺量的增加而先升高后降低;2种界面改性剂均可有效改善提升石墨尾矿砂与沥青的黏附性,未使用界面改性剂时石墨尾矿砂的最大掺量为30%,加入抗剥落剂后石墨尾矿砂最大掺量提升到40%,加入硅烷偶联剂后石墨尾矿砂最大掺量提升到50%。研究结果表明,石墨尾矿砂可以替代机制砂作为沥青混合料的骨料使用。

蠕墨铸铁V型缸体铸造工艺开发与试制

基于V型缸体产品结构和铸造工艺的复杂性,采取包型立浇工艺方案,通过CAE模拟分析及进一步优化,采用3D打印砂型、整体组芯的造型工艺,样件试制一次成功,产品质量满足技术要求,为该产品量产工艺、正式工装的开发提供参考。

镁合金石墨砂型铸造的防燃保护性能及其机理研究

利用气相色谱仪对镁合金石墨砂型铸造时的界面气氛进行了分析。通过对镁合金表面膜的形貌和成分的观察分析，探讨了石墨砂型铸造镁合金时的防燃机理。

镁合金应用石墨砂湿型铸造的实践

总结了采用石墨砂湿型铸造镁合金的经验 ,分析了镁合金铸造的特点。介绍了湿型砂各组分的性能及配比。实践证明 ,由石墨砂和阻燃剂R SO4N3 ,H3 BO3 等配制成的粘土湿型砂能生产内外质量都良好的镁合金铸件。

天然无定形石墨砂热物性参数的测定

采用浇注法测定了石墨砂的热物性参数并和石英砂进行了对比。同时，研究了原砂位度及粘土会量对石墨砂热物性的影响。

石墨砂型铸造耐磨复合材料的研究

采用石墨砂型浇注低碳钢，由于石墨砂具有优良的导热性及可产生强烈的增碳效果，因而可得到表面耐磨而心部有良好韧性的复合耐磨材料。实验结果表明：该方法可在表面层得到一定深度的白口铸铁组织，淬火后其硬度可达ＨＲＣ６１～６４。因而具有优良的耐磨性，而心部仍为低碳铜组织，复合层深度随铸件尺寸增大而增加。在实验条件下最深可达到６．６３ｍｍ，复合层的组织、成分、性能均具有较好的过渡。

镁合金石墨砂型铸件表面氧化膜的组成与结构

利用XPS(X射线光电子能谱 )对镁合金石墨砂型铸造时的表面氧化膜进行了分析 ,探讨了表面氧化膜的组成与结构。结果表明 :镁合金表面氧化膜呈层状结构 ,主要由MgO和Mg(OH) 2 组成 ,由于表面氧化膜中有大量C原子的渗入 ,增加了致密度 ,使其具有较好的防护性能。

砂型高强度D型石墨铸铁的研制

本文研究了D型石墨组织的形成条件,以及碳、硅和锰等含量与D型石墨铸铁机械强度之间的关系。采用普通工业原材料,用包内孕育的方法能在砂型中生产D型石墨铸铁,该工艺过程简单、稳定。近共晶D型石墨铸铁不仅有较高的机械强度,而且有良好铸造性能、致密的组织、白口倾向极小和加工性能好等优点。所以高强度砂型铸造D型石墨铸铁是一种很有实用价值和发展前途的新颖铸造合金材料。

一种新型铸造用砂──无定形石墨砂特性研究

研究了天然无定形石墨砂的化学组成、耐碾性、通氧和缺氧条件下的氧化特性，同时研究了水分及粘土含量对石墨砂型湿压强度和透气性的影响。结果表明，无定形石墨砂具有良好的耐碾性及抗氧化特性，是一种具有实用价值的新型铸造用砂。

用含Pb、As、Sn地方生铁砂型铸造生产D型石墨铸铁的研究

基于Pb、As、Sn等元素有增大铁液过冷倾向的作用,利用含Pb、As、Sn的地方生铁,采用合金化和砂型铸造可以获得D型石墨铸铁,对其工艺方案进行了研究。用正交试验法设计试验方案,得到最佳工艺方案为:在亚共晶成分(wB%:3.2C,2.1Si)的铁液中加入适量的铝(0.6%)和钛(0.8%),可以得到含有100%D型石墨的铸铁,其抗拉强度最高可达276MPa。

镁合金石墨砂型铸件表面氧化膜的组成与结构

利用XPS(X射线光电子能谱 )对镁合金石墨砂型铸造时的表面氧化膜进行了分析 ,探讨了表面氧化膜的组成与结构。结果表明 :镁合金表面氧化膜呈层状结构 ,主要由MgO和Mg(OH) 2 组成 ,由于表面氧化膜中有大量C原子的渗入 ,增加了致密度 。

梯度化铸型导热系数的实验研究

在树脂砂中加入石墨粉和锆砂,利用导热系数仪测量砂型导热系数,研究了锆砂和石墨粉的含量对铸型导热系数的影响,进行了实验验证,与Maxwell模型模拟计算的导热系数进行对比研究。结果表明,在石墨粉含量为8%、锆砂含量为30%时,砂型导热系数达到最大值,与树脂砂型相比导热系数提高了90%;混合砂型的晶粒比树脂砂型的细4μm。混合砂型浇注得到的铸件的抗拉强度比树脂砂型的抗拉强度高3%～4%,伸长率下降了0.8%～0.9%。

无定形石墨砂在铜合金铸造中的应用研究

石墨砂是一种新型的铸造用砂．研究了石墨砂对铸铜合金组织与性能的影响，并将石墨砂应用于青铜阀体铸件的生产中，取得了良好的效果．

镁合金石墨砂型铸造的研究

研究了石墨砂对镁合金组织和性能的影响，并对铸造过程中产生的“黑点”缺陷进行了分析。

厚大轮式铸件的铸造工艺设计

该轮式铸件材质为HT250,壁较厚,采用树脂砂型铸造,为消除铸件在热节部位出现的缩松缺陷,通过合理控制浇注温度及速度,优化冒口设计,并充分利用石墨化膨胀的自补缩作用,最终消除该缺陷,使其完全满足性能要求,并为直径在800-1 500 mm间的厚大型轮式铸件生产提供参考。

组织形态对球铁曲轴疲劳特性的影响

用两根以不同工艺铸造的4JB1发动机球铁曲轴,来研究组织形态对其疲劳特性的影响。一种工艺为铸态+正火处理(以下简称正火态);另一种是铁型覆砂铸造(以下简称铸态)。两者都经机加工、氮化处理后进行弯曲疲劳试验,并从毛坯取样做力学性能和冲击试验。结果表明:尽管两者的力学性能相近,但铸态曲轴的弯曲疲劳极限远高于正火态曲轴。这是由于铸态曲轴具有细小的牛眼状石墨形态+珠光体组织,所以裂纹起裂功和扩展功都较高,在疲劳中当石墨处萌生裂纹后,包围石墨的铁素体可以使裂纹尖端钝化,有效阻止裂纹扩展;而正火态曲轴显示为球状石墨+珠光体组织,包围在石墨周围的珠光体强度较高,在与石墨交界处萌生裂纹和之后裂纹的扩展都较快,导致疲劳寿命较低。

砂型铸造D型石墨铸铁的研究

研究了冷却速度和含钛量对砂型铸件金相组织的影响。