Layer Structure Analysis of Low-Carbon Steel Containing Rare Earth by High-Temperature Carburizing of Liquid Cast-Iron

The layer structure of low-carbon steel containing RE by high-temperature (T>1200 ℃) carburizing of liquid cast-iron was studied and the diffusion activation energy of carbon was calculated by metallographic microscpe, chemical analysis etc. The result shows that the technology of carburizing in liquid cast-iron can expedite caburization distinctly and changes the carburizing layer structure. The carburizing rate is 60～80 times of that of the traditional technology, and there is about 43% decrease in the activation energy compared with gas-carburization. In outer structure layer, cementite is formed simultaneously both on the crystal boundary reticularly and inside the crystal grains stripedly. In inner carburizing layer, there is undissolved blocky ferrite in reticular cementite. Besides, rare earth element can expedite carburization process.

双金属液液复合界面净化剂的研究及应用

本文通过SEM元素分析、ICP等表征手段,揭示了净化剂的形貌和结构特征,发现硼酸和硅酸盐的含量以及配制方法对净化剂的性能影响较大。优化了净化剂产品配方,开发了双金属液液复合界面净化剂,将双液第一层金属液界面凝固时间缩短6~10 s,实现了快冷、防氧化和净化作用。不仅便于连续生产,同时界面扩散宽度增加49%,界面结合强度提高了41.5%,冲击韧性提高了15.6%。

铸铁件表面熔铸渗硼层锌液腐蚀性能研究

针对铸铁镀锌容器锌液腐蚀失效的问题,开展了铸铁熔铸渗硼表面合金化的试验研究。结果表明:在铸铁表面可获得2.1～2.4 mm的渗硼层,渗硼层主要由FeB、FeB2及奥氏体转变产物组成;渗硼试样的腐蚀失重率为普通铸铁试样的1/8～1/4。渗硼层中的FeB、Fe2B与锌液的浸润性、反应性差是腐蚀失重率大幅降低的原因。应用考核表明,镀锌容器采用熔铸渗硼工艺后,使用寿命可提高8倍。

Cr15高铬铸铁固液混合铸造铸件组织的研究

利用固液混合铸造制备了Cr15高铬铸铁,并利用光镜和扫描电镜对合金的微观组织进行了研究。结果表明,与普通铸造相比,固液混合铸造制备的Cr15高铬铸铁共晶碳化物被细化、球化,奥氏体为细小的等轴晶,共晶团尺寸显著减小,粒度为20￣50μm。

ZC－20B型铁水质量炉前快速分析仪的研制

应用热分析原理和单片机技术研制而成的ＺＣ－２０Ｂ型铁水质量炉前快速分析仪，具有测试速度快、精度高、成本低和使用方便等特点．该仪器用于冲天炉或电炉前测定铁水质量，２．５～３分钟时间内给出全部测试结果，包括热分析曲线上的特征温度值；普通灰铸铁化学成分、机械性能、共晶团数；球墨铸铁球化率及孕育效果等２０种参数．该文介绍了仪器总体构成、取样器设计方法、数据采集系统设计方法及数学模型等．

固液混合铸造对高铬铸铁抗拉强度的影响

采用固液混合铸造制备了高铬铸铁并对其机械性能进行了研究,结果表明:高铬铸铁中的碳化物比普通铸造的细小,形貌圆整,分布均匀.同时通过改进固液混合铸造工艺,使试样的抗拉强度有了显著提高,由普通铸造的524 MPa提高到707 MPa.

铸铁浴渗碳工艺的探讨

本文将20钢试样在铸铁浴中进行不同温度和时间的渗碳，用金相法测定层深，根据公式：ρ2=koτ·e-Q/RY对碳的激活能（Q）进行计算．结果表明：试样在1270℃的铸铁液中保留30秒，渗碳层达0．25mm；在1300℃的铸铁液中保留30秒，渗碳层达O．27mm。且与气体渗碳法相比激活能下降近41％。

液氨外输管线阀门断裂原因分析

针对某厂液氨外输管线阀门在运行过程中突然断裂,导致大量液氨泄漏的事故,通过对事故阀门进行宏观检查、化学成分检验、力学性能检测,分析了介质环境对阀门阀芯部位温差应力的影响。结果表明,在阀门原始铸造与设计存在缺陷的情况下,阀门不能承受内压、温度与外部载荷的综合作用而导致脆性断裂。

铝铁复合铸造界面金相研究

为用铸造方法得到铝铁复合线材,降低铝包钢芯铝绞线的生产成本而设计试验。自行设计复合铸造模具,在洁净的铁丝表面预先进行渗铝处理300 s,用出炉温度在800℃的铝液浇注试样,通过金相显微镜和扫描电子显微镜观察发现:铝和铁的界面处形成宽度为10～30μm的结合区域,能谱分析结果表明其中铝的质量分数为50.37%,原子分数为67.75%。由元素质量分数和相关热力学数据判定结合区主要由Fe2Al5和FeAl构成,其显微硬度值在250 HV以上。相同浇注温度下未经渗铝处理得到的试样,通过金相观察、能谱分析和显微硬度测试,证实铝和铁间形成宽度为10μm的缝隙。试验结果说明,采用预先浸镀后浇注的工艺可以实现铝和铁的冶金结合,为实现铸造工艺得到铝铁复合线材的构想提供初步的支持。

15Cr系亚共晶高铬铸铁的烧结制备与性能研究

研究了15Cr系亚共晶高铬铸铁超固相线液相烧结的制备工艺,利用光学显微镜和扫描电镜对合金的微观组织及冲击试样断口进行了观察和分析,探讨了烧结温度对高铬铸铁组织和力学性能的影响;并采用计算机定量分析金相组织,确定了组织与性能的相关性.研究结果表明,超固相线液相烧结制备的15Cr系亚共晶高铬铸铁相对致密度达99%以上.与普通铸造高铬铸铁相比,烧结制品碳化物外形圆润,呈短杆状均匀分布.随烧结温度的升高,基体晶粒和碳化物逐渐长大,合金力学性能呈现先升后降的规律;1210℃×1.5 h烧结制品的冲击韧性和抗弯强度达到最大值11.3 J/cm^2和2506.8 MPa.试样的冲击断裂为准解理断裂机制,韧性较普通铸造试样大幅提高.烧结温度主要通过影响试样组织中碳化物数量、分布、形态以及尺寸,来影响合金力学性能.碳化物体积分数是影响高铬铸铁硬度的主要因素.

固液混合铸造高铬铸铁的拉伸性能和冲击性能的研究

采用一种新的材料制备技术——固液混合铸造工艺制备了高铬铸铁合金坯料,对合金进行了拉伸和冲击试验,用JSM-5610LV型扫描电镜对试样断口进行了观察和分析。研究结果表明:经固液混合铸造工艺制备的Cr15高铬铸铁合金的拉伸性能较普通铸造试样得到了明显地提高,该工艺有效地提高了高铬铸铁合金的冲击性能;试样的冲击断裂包含了沿晶断裂和解理断裂两种机制,以解理断裂机制为主,韧性较普通铸造试样有明显地提高。

固-液复合铸造锤头的组织与性能

研究高铬铸铁-碳钢固-液复合铸造锤头的组织及硬度分布特征。结果表明,固-液复合铸造高铬铸铁锤头部分具有较高的硬度,远离复合面高铬铸铁硬度增加,碳钢硬度降低。远离复合面高铬铸铁组织为M7C3型碳化物+回火马氏体+残余奥氏体,固-液复合铸造高铬铸铁组织中碳化物有定向分布的趋势,有利于提高锤头的耐磨性;远离复合面碳钢部分的组织为珠光体和较多的铁素体,复合面附近碳钢组织珠光体数量明显增加,铁素体数量明显减小,高铬铸铁中的碳通过复合界面向碳钢进行扩散。

固液混合铸造高铬铸铁的热变形性能研究

采用一种新的材料制备技术-固液混合铸造工艺制备了高铬铸铁合金坯料,对合金进行了高温热压试验,并对热压过程和合金组织进行了观察和分析。研究结果表明,固液混合铸造的高铬铸铁合金相对于普通铸造合金的热变形性能得到明显提高,累计墩粗变形比可达到34%以上,固液混合铸造工艺对高铬铸铁合金组织的改善是提高材料热变形性能的主要原因。

铸铁在铝液中浸蚀机理的探讨

研究了铸铁在铝液中的浸蚀机理，发现铸铁在铝液中是通过铝原子的扩散，形成铁铝合金层后剥落和溶解造成浸蚀的。铸铁中的片状石墨对铝原子的扩散有很好的阻碍作用，并在铸铁表面上形成由石墨碳、Al_4C_3和铁铝化合物组成的保护层，进一步提高铸铁在铝液中的耐浸蚀性能。获得均匀分布的细小A型石墨，消除碳化物有利于提高耐浸蚀性能。

铸铁一次结晶中石墨相生长方式转变的机制

从铁液结构出发,解释了铸铁一次结晶过程中石墨相a向生长和c向生长两种生长方式之间转变的机制。碳在铁液中可以溶解态的碳原子和Fe3C原子集团两种形式存在。石墨相既可以碳原子沉积的方式析出,也可以Fe3C原子集团分解的方式析出;前者使石墨相沿a向生长成片状,后者使石墨相沿c向生长成非片状。建立了Fe3C以石墨基面为衬底进行分解反应的物理模型。

液态挤压成形灰铸铁制件的实验研究

介绍了灰口铸铁的液态挤压成形试验,对主要工艺参数:挤压温度、单位挤压力、保压时间等进行研究,得出不同工艺条件下的力学性能数据,试验结果表明:制件的力学性能指标比钢模重力铸造件性能明显提高,性能主要取决于挤压压力、挤压时间、保压时间3个工艺参数。

消失模铸造铁液及凝固特性对灰铸铁石墨组织的影响

在生产条件下,通过附铸阶梯试样的方法,研究了消失模铸造灰铸铁石墨形态的特点,结果表明,消失模铸造灰铸铁较易出现过冷石墨。讨论了消失模铸造特点及消失模铸造高温铁液及充型凝固特点对石墨形态的影响。

铸铁液吹气脱氮的研究

在１５００℃，感应炉熔炼的铸铁中吹入氧气和二氧化碳气，在铁液中氮含量为０．０１７％的条件下，能有效脱氮，分别在５ｍｉｎ和２０ｍｉｎ内使氮含量下降到０．００４％．

20钢铸铁浴渗碳渗层组织的分析

本文探讨了 2 0钢在铸铁浴中经不同温度及时间渗碳的渗层组织。结果表明 ,试样在1 2 70℃的铸铁浴中保留 3 0秒 ,距表面 1 3 0～ 1 5 0 μm处 ,其渗层组织为渗碳体 +珠光体 +铁素体 ;试样在 1 3 0 0℃的铸铁浴中保留 3 0秒 ,距表面 0～ 1 2 0 μm处 ,其渗层组织为渗碳体 +珠光体 。

固液混合铸造工艺对铸铁硬度影响规律的研究

采用固液混合铸造技术制备了w(C)=5%的过共晶铸铁坯料,重点研究了一定范围内的金属粉末的加入量对固液混合铸造后的铸铁硬度变化的影响规律。结果表明,随加粉量的增加和粉末粒度的减小,固液混合铸铁坯料的硬度随之增高。