SiMoV蠕墨铸铁高温变形行为研究

通过光学显微镜、扫描电镜、高温力学性能测试等试验方法,研究了SiMoV蠕墨铸铁在500~800℃温度范围内的高温变形行为。结果表明,随着温度的升高,应力应变曲线中的屈服阶段应变范围并未发生明显的增长改变,而缩颈阶段至断裂过程的应变区间长度明显增加,材料出现软化现象。同时,抗拉强度和屈服强度随温度升高急剧下降,800℃下屈服强度和抗拉强度相较500℃降幅度高达740%和935%。而延伸却呈现相反趋势,增长479%。裂纹起源为蠕虫状石墨尖端,其高温强度的下降除了受铁素体基体组织特性影响,也与高温下蠕虫状石墨的氧化形成二次裂纹扩展存在关联性。

添加钒介质对耐热蠕墨铸铁耐高温性能的影响

制备了不同钒含量的耐高温蠕墨铸铁,通过常温拉伸、高温拉伸、金相检测等试验,对试样的化学成分、抗拉强度、石墨形态、金相组织等进行检测。结果表明:加入钒介质后,基体的石墨分布更加均匀;材质的常温拉伸性能随着钒含量的增加,没有明显的变化规律;材质的高温拉伸性能随着钒含量的增加不断提升,但性能改善随着钒含量的继续增加有所减缓。

硅对铸态厚断面高韧性球墨铸铁组织及性能的影响

研究了硅对铸态厚断面高韧性球墨铸铁组织及性能的影响。试验结果表明,硅主要分布于基体中,富集于奥氏体壳局部区域时,降低奥氏体壳的熔点,延长石墨自由生长的时间,造成石墨畸变。在铸件壁厚为100mm,树脂砂工艺条件下,硅含量为2.0%～2.5%时,石墨球化等级2～3级,球径等级6～7级,基体为铁素体。抗拉强度大于400 MPa,伸长率大于20%,-20℃时的冲击韧度在16J/cm2以上。硅含量达到2.9%时,易产生开花状石墨和碎块状石墨,铸件的性能严重下降。

合金元素Mo对蠕墨铸铁高温强度的影响

采用单因素法、光学金相、扫描电镜、力学性能测试等手段,研究了添加0~0.8%合金元素Mo对蠕墨铸铁显微组织、不同温度下(室温、400℃和500℃)的力学性能、强度比(高温强度/室温强度)的影响规律。结果表明:Mo不影响石墨形态和蠕化率,略微增加珠光体含量并固溶强化基体中的铁素体和珠光体;随Mo含量的增加,其抗拉强度、屈服强度均增加,但伸长率降低;Mo能有效提高蠕墨铸铁的高温力学性能,尤其是提高高温/室温强度比,提高高温屈服强度,含0.8%Mo的蠕墨铸铁的400℃/室温的屈服强度比由0.83增加到0.94,500℃/室温的屈服强度比由0.7增加到0.84。

硅对铸态厚壁高韧性球铁性能的影响

研究硅对高炉冷却壁铸态球铁的力学性能和导热性能的影响，确定了终硅量的最佳范围；讨论了硅对孕育效果及碎块状石墨形成的影响。

稀土奥贝蠕铁制取工艺及其性能的研究

稀土奥贝蠕铁可用含稀土的蠕化剂及等温淬火工艺稳定地制取 ,藉助于高温扫描电子显微镜 ,观察并研究了稀土蠕铁奥氏体化过程及稀土奥贝蠕铁随温度升高时组织的变化。用带有加热装置的万能材料试验机等对稀土奥贝蠕铁的各种性能进行了系统测定 ,如抗拉强度、延伸率、冲击韧性、硬度、耐热疲劳、氧化增重值、热膨胀系数及伸长百分率。结果表明 ,稀土奥贝蠕铁在室温和高温下均有良好的性能。

蠕化率对蠕墨铸铁高周疲劳性能的影响

对不同蠕化率的蠕墨铸铁进行了室温轴向拉压的疲劳试验,对显微组织进行了观察,对拉伸性能进行了测试,研究了高周疲劳性能及疲劳断裂机理研究了。结果表明,随着蠕化率的升高,蠕墨铸铁的抗拉强度和条件疲劳极限下降。当珠光体含量在87%左右,蠕化率从53.9%升高至92.62%时,石墨团簇直径从330μm增加到730μm,抗拉强度从665 MPa降低到440 MPa,减小了34%,疲劳极限从223 MPa降低到160 MPa,减小了28%;蠕墨铸铁的裂纹是在石墨处或脱粘处开始萌生并沿团簇扩展,珠光体对裂纹扩展有阻碍作用;石墨团簇是疲劳寿命的主要影响因素,石墨团簇越小,分布越均匀,疲劳寿命越高。

超高纯生铁在高质量铸件生产中的应用

论述了超高纯生铁在高质量铸铁生产中的应用,包括高质量的球墨铸铁、蠕墨铸铁和等温淬火球墨铸铁(ADI)铸件生产。高质量球墨铸铁要求影响组织的Cr、V、Mo、As等化学成分非常低,以减少珠光体和不良碳化物的形成。采用超高纯生铁生产的高质量球墨铸铁在普通显微镜下观察不到明显的晶界片状石墨和珠光体组织,从而保证材料在低温下具有良好的力学性能。采用超高纯生铁生产的高质量蠕墨铸铁,可以大大改善蠕墨铸铁的疲劳强度和机加工性能。采用超高纯生铁生产的高质量ADI产品,可以保证材料具备较高疲劳强度。

激光参数对蠕墨铸铁熔凝组织演变及高温力学性能的影响

采用额定功率为3kW的Nd:YAG激光器开展不同激光参数的激光熔凝蠕墨铸铁试验,通过扫描电镜、光学显微镜、硬度仪和高温加热炉表征了激光熔凝宏观形貌、微观特性变化、硬度分布和高温回火性能。结果表明:由于激光熔凝蠕墨铸铁中匙孔效应及不同激光参数差异等影响,熔凝区宏观形貌呈现勺形、帽形、碗形和盆形;伴随激光功率的增加和扫描速度的降低,且激光功率密度达到形成匙孔能量密度阈值时,熔凝区域的深宽比增加;伴随激光扫描速度和侧吹保护气流量的增加,熔凝区网状莱氏体分布区域减少;随着激光功率的增加,熔凝中心区域莱氏体由层片状转变为网状;对激光熔凝蠕墨铸铁进行500℃回火工艺处理,熔凝区硬度增加,基体与热影响区硬度降低。

蠕墨铸铁等温淬火工艺及性能的试验研究

以蠕墨铸铁为对象,研究了等温淬火工艺对材料室温力学性能、高温力学性能、热稳定性及冷热疲劳性的影响。结果表明:较佳的等温淬火工艺为:(850～880℃)×1.5 h+290℃×1.5h;等温淬火蠕铁常温至300℃,抗拉强度提高1倍以上,600℃时材料抗拉强度下降较多;等温淬火蠕铁在300～400℃温度下的金相组织与保温时间基本无关,等温淬火蠕铁的冷热疲劳性能优于普通蠕铁。

一种高强度蠕墨铸铁制动鼓的开发

目前制动鼓的生产材质主要以HT200/HT250为主,灰铁制动鼓热疲劳强度低,使用寿命不高,可靠性差。阐述了一种高强度蠕墨铸铁制动鼓的制造生产方法,展望在某些应用领域将取代灰铸铁和球墨铁,进一步拓展蠕墨铸铁的应用领域。

CNG发动机用耐热疲劳高硅蠕墨铸铁材料研究

研究开发了CNG发动机用耐热疲劳高性能的高硅耐热蠕墨铸铁,采用壳型铸造制备涡轮增压器壳铸件及本体试样。通过多种合金元素最优化复合搭配使用,使该蠕墨铸铁的常温及高温综合机械性能良好,并具有优良的耐热疲劳性能、抗氧化性能、高温强度及在高温中具有良好的尺寸稳定性和良好的导热能力。经过发动机试验台耐久试验及装车试验证明,其蠕墨铸铁产品能够经受周期性载荷及热应力的作用,满足CNG发动机频繁停车怠速冷热冲击的工况条件,使用寿命比现有铸铁材料大幅度提高。

Study of Manufacturing Technology and Properties of AVGCI with Rare Earths

By vermicularizing agent containing RE (REFeSi), austempered vermicular graphite cast iron (AVGCI) with RE can be produced with austempered treatment. The process of austenitization of vermicular graphite cast iron (VGCI) with RE and the transformation of AVGCI with RE with temperature increasing were studied by SEM with heating device. Properties of AVGCI with RE, such as tensile strength, elongation, impact toughness, hardness, thermal fatigue resistance, thermal expansive coefficient and weight increasing by oxidation were measured by electron universal testing machine with heating device. Experimental results indicate that AVGCI with RE possesses good comprehensive properties at room and elevated temperatures.

上限温度对高SiMo蠕墨铸铁抗热疲劳性能的影响

通过光学显微镜、扫描电镜等手段,研究了高SiMo蠕铁在不同热疲劳试验上限温度T_(max)(600℃、700℃、800℃、900℃)下的微观组织以及抗热疲劳性能。结果表明,随着上限温度升高,珠光体以及(FeMo)3C加速消失,残留的(FeMo)3C会明显促进热疲劳裂纹的产生,并使裂纹扩展方式发生变化,导致蠕铁抗热疲劳性能下降。T_(max)为600~800℃时,主裂纹的扩展路径是优先沿着蠕虫状石墨长轴扩展,其次顺带连接沿线已萌生裂纹的球墨或者(FeMo)3C。T_(max)为900℃时,主裂纹的扩展路径是沿着蠕虫状石墨长轴方向扩展的同时,沿垂直方向以龟裂加宽,顺带连接球状石墨和孔洞,且裂纹带较宽,导致高SiMo蠕铁的抗热疲劳性能急剧恶化。

气缸盖裂纹产生的原因分析及其解决措施

针对气体机气缸盖使用过程中出现裂纹的问题,分析了气缸盖裂纹产生的原因,选择适合气缸盖性能要求的材料,改进了浇注系统和冒口工艺,并确定合理的炉料配比和熔炼工艺.试生产结果表明,气缸盖材料性能符合技术要求,装机耐久试验取得满意效果,铸件的综合废品率大幅降低,有效节约了生产成本.