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采用显微镜、硬度计、拉伸试验机以及光谱分析仪等研究了在蠕化处理后浇注前铁液停留不同时间对蠕墨铸铁显微组织、化学成分和力学性能的影响.结果表明:随停留时间延长,石墨球化率和珠光体含量都有一定程度增加,但停留时间在15 min以内浇注则蠕墨铸铁中蠕虫状石墨均在70%以上,基体中珠光体含量均在60%以上,抗拉强度在350 MPa以上,硬度在220 HBS以上,其蠕化衰退不十分明显;蠕墨铸铁的力学性能和显微组织最终取决于残留稀土、镁含量之和与硫含量的比值.

关键词: 蠕墨铸铁 , 蠕化衰退 , 力学性能 , 显微组织

蠕墨铸铁铣削加工的试验研究

冯义超 , 杜勇 , 王社权 , 黄威武 , 罗胜

硬质合金 doi:10.3969/j.issn.1003-7292.2015.04.007

本文研究蠕墨铸铁铣削加工的工艺技术,分析了切削参数对切屑形貌特征的影响规律,建立了基于切削参数的铣削力、粗糙度的线性回归经验公式,对比分析了铣削加工蠕墨铸铁(RU380)、灰口铸铁(HT300)、球墨铸铁(QT500)刀具的失效形式和失效机理,并给出了铣削加工蠕墨铸铁的推荐切削条件.结果表明:蠕墨铸铁铣削加工的切屑为较规则的螺旋管状,切屑颜色接近被加工材料初始色,且几乎不随切削参数变化而改变;高的切削速度和小的进给量能有效改善切屑背面褶皱和层积现象;切削深度对铣削力的影响最为显著,进给量的变化对粗糙度的影响相对明显,采用常规切削参数均能获得良好的粗糙度;蠕墨铸铁铣削刀具的失效机理为粘结磨损、氧化磨损和扩散磨损,并在其相互影响下导致刀具磨损失效,基本未出现崩缺等异常现象;水冷条件下铣削蠕墨铸铁,刀具寿命较低,且失效形式为崩缺失效,不利于安全生产及发挥刀具性能.

关键词: 蠕墨铸铁 , 切屑形貌特征 , 失效机理 , 线性回归经验公式

蠕化率对蠕墨铸铁组织及热疲劳性能的影响

张佳琦 , 司乃潮 , 刘光磊 , 吴奎武 , 孙浩 , 陈辉辉

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.14.024

采用自约束热疲劳试验机,对不同蠕化率下的蠕墨铸铁进行热疲劳性能试验并观察其组织变化.结果表明,试样的抗热疲劳性能随着蠕化率的升高呈现先上升后下降的趋势.当蠕化率为70％～80％时,蠕墨铸铁的热疲劳性能最好.蠕虫状石墨占基体比重有一个最佳值,蠕化率过低时,由于球状石墨数量较多分布较密集,导致热疲劳性能较差;蠕化率过高时,由于蠕虫状石墨过于粗大使裂纹扩展速度加快,导致热疲劳性能较差.在裂纹扩展后期,主裂纹变粗大导致其向前扩展所需驱动力不足以及主裂纹上形成分叉裂纹及二次裂纹,进而导致裂纹扩展呈现先快后慢、阶段性扩展的特点.

关键词: 蠕墨铸铁 , 蠕化率 , 热疲劳 , 裂纹萌生与扩展

蠕墨铸铁激光合金化熔覆的界面组织及性能

刘昊 , 虞钢 , 何秀丽 , 李少霞 , 朱天辉 , 宁伟健 , 郑彩云

材料热处理学报

针对铸铁激光熔覆涂层结合界面淬火硬化、裂纹倾向大的问题,提出激光合金化与激光熔覆相结合的工艺在蠕墨铸铁表面制备NiCoCrAlY合金涂层.通过光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、维氏硬度计研究了激光合金化熔覆中熔覆层稀释率、组织、显微硬度的演化规律,通过三点弯曲试验考察了熔覆层的结合特性及力学性能.结果表明:激光合金化熔覆工艺方法将热影响区由马氏体组织转变为回火索氏体组织,降低了淬硬层深度,改善了熔覆层结合特性与塑性,抗弯强度提高到891MPa.断口显示,熔覆层与基体结合良好,断裂机制是脆性解理断裂与韧窝断裂混合机制.

关键词: 蠕墨铸铁 , 激光熔覆 , 稀释率 , 显微组织 , 抗弯强度

制动鼓用含锡蠕墨铸铁的冲击韧性

赵靖宇 , 吕烨哲 , 孙玉福 , 司光东 , 吴越

机械工程材料

研究了不同锡含量蠕墨铸铁的冲击韧性及冲击断口形貌.结果表明:锡主要以固溶的形式均匀分布在基体组织中,在石墨中的分布相对较少;随着锡含量增多,蠕墨铸铁的冲击韧性先增大后减小,锡质量分数为0.057％时,冲击功最高,为9.11 J;锡质量分数为0.003％和0.121％蠕墨铸铁的冲击断口为典型的解理断裂,断口上存在扇形河流花样,游离渗碳体和粗大的蠕虫状石墨易成为裂纹源;锡质量分数为0.028％和0.057％蠕墨铸铁的冲击断口上无解理面,为准解理断裂;适量的锡可提高蠕墨铸铁的冲击韧性,但过量后会使冲击韧性迅速恶化.

关键词: 蠕墨铸铁 , 锡 , 元素分布 , 冲击韧性

不同蠕化率的蠕墨铸铁滚动磨损性能研究

武正东 , 谷圣刚 , 司乃潮 , 刘光磊 , 万浩 , 王宏健

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2016.14.025

采用M-2000型摩擦磨损试验机,对不同蠕化率的蠕墨铸铁、灰铸铁和球墨铸铁在相同条件下进行滚动磨损试验,对比分析了蠕墨铸铁表面磨损形貌及其滚动磨损机理.结果表明,随着蠕化率的提高,蠕墨铸铁中石墨尺寸减小、分布更加均匀化,其硬度和耐磨性能呈下降趋势.蠕墨铸铁滚动磨损机理以表面疲劳磨损和剥层损伤为主,磨损表面出现层状结构剥落后留下的凹坑.蠕铁中石墨虽然具有自润滑作用,但是因其本身硬度较低,在循环接触应力下破碎,成为表面疲劳的裂纹源,反而加剧了磨损.蠕墨铸铁滚动磨损性能接近球墨铸铁,而优于灰铸铁.

关键词: 蠕墨铸铁 , 蠕化率 , 滚动磨损性能 , 疲劳磨损

蠕化剂加入量对蠕墨铸铁组织和性能的影响

吴奎武 , 司乃潮 , 刘光磊 , 张佳琦 , 孙浩 , 陈辉辉

稀土 doi:10.16533/J.CNKI.15-1099/TF.201604011

以3M78缸体为研究对象,使用自制蠕化剂,通过金相观察和力学性能测试,系统研究了不同蠕化剂加入量对蠕墨铸铁的石墨形态、力学性能和壁厚敏感性的影响.实验结果表明,随着蠕化剂加入量的增加,石墨发生由片状向蠕虫状再向球状形态的转变,力学性能逐渐提高.铸件蠕化效果受壁厚敏感性影响显著,壁厚较薄处蠕化率相对较低.对于3M78缸体,蠕化剂最佳加入范围为0.325％～0.335％,加入量为0.33％时,壁厚为5 mm、12 mm、27 mm部位处的蠕化率分别高达65％、80％、85％.研究结果为蠕墨铸铁发动机缸体的稳定生产提供技术参考.

关键词: 蠕墨铸铁 , 蠕化剂 , 壁厚敏感性 , 显微组织 , 力学性能

优化合金元素加入量对蠕墨铸铁耐磨性的影响

庞国星 , 陈华辉

机械工程材料 doi:10.3969/j.issn.1000-3738.2006.07.016

通过设计合金元素锑、硼、磷加入量的三因素、二水平的正交试验,研究了合金元素及其加入量对蠕墨铸铁的蠕化率、基体组织、硬度和耐磨性的影响.优选出了合金元素的加入量为:0.03%Sb,0.03%B,0.25%P,并对新材料进行了模拟磨损试验.结果表明:新研制的低合金蠕墨铸铁比铬钼铜硼磷灰铸铁的综合相对耐磨性提高17.56%,而生产成本有所降低.

关键词: 合金元素 , 蠕墨铸铁 , 耐磨性