几种耐热铸铁的抗氧化性和热疲劳性研究★★★
耐热铸铁
Rm逸
硬度
匀月W
悦
杂蚤 酝灶臆 孕臆 杂臆 悦则
晕辕皂皂圆
使用条件
在空气炉气中,耐热温度
HTRCr （RTCr） 猿援园耀猿援愿 员援缘耀圆援缘 员援园 0.10 0.08 园援缘园耀员援园园 襋
圆园园
员愿怨耀圆愿愿 到 缘缘园 益。具有高的抗氧化 性和体积稳定性
QTRSi4
（RQTSi4） 圆援源耀猿援圆 猿援缘耀源援缘 园援苑 0.07 0.015
-
襋
在空气炉气中，耐热温度
源2园
143~187 到 6缘园 益。力学性能抗裂性
较 QTRSi5 好
QTRSi5
（RQTSi5） 圆援源耀猿援圆 源援缘耀缘援缘 园援苑 0.07 0.015
-
在空气炉气中，耐热温
猿苑园
圆圆愿耀猿园圆 度到 80园 益。常温及高温性
能显著优于 HTRSi5。
注 1：无襋号的牌号限制使用，必须使用时需申请。 注 2：需方对磁粉检测、超声波检测、射线检测等有要求时，由供需双方商定，并分别按 GB/T 9444，GB/T 7233 和
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后退
1
中国第一重型机械集团公司标准
耐热铸铁件
GB/T 9437-2009 摘录 代替 GB/T 9437-1988
本标准适用于砂型铸造或导热性与砂型相仿的铸型中浇铸而成的且工作在 1 100 益以下的耐热铸铁 件。
化学成分和 成 分（豫）
最小抗拉强度
GB/T 5677 的规定执行。
中国第一重型机械集团公司 圆园1圆原12原01 批准 返回总目录 返回分目录
圆园1圆原12原31 实施
后退
1
高硅合金耐热铸铁生产球墨铸铁模具的研制
理 工 艺 以及 该 材 质模 具 的 实际使 用 效 果 。 实 际 生产 表 明 ： 高硅 合金 耐 热球 墨铸 铁 具 有 优 越 的综 合 耐 热 疲 劳性 能 ， 大大提 高 了模 具 寿命 。
关 键 词 ：高硅 合金 ； 热 铸铁 ； 具 耐 模 中 图分 类 号 ：Ｔ ４ Ｇ １ 文 献 标 识 码 ：Ｂ
分 析 试 验 ， 终 确 定 采 用 高 硅 合 金 耐 热 球 墨 铸 最 铁生产铸球模具 。
在 此 材 质 中 ， 是 促 进 石 墨 化 元 素 ， 与 氧 硅 且 的亲 和力 较 大 。 由于 硅 能 在 铸 铁 表 面 牢 固 地 生
收 稿 日期 ：２ １－ １０ ０ ２０ －４
５ ６
Ｄｉ ｎｄ Ｍ ｏｕ ｄ Ｔｅ ｈｎ ｏ ｏ． ０１ ｅａ ｌ ｃ ｏｌ ｇｙ Ｎ ３ ２ ２
文 章 编 号 ： ０ １ ４ ３ （ ０ ２ ０ — ０ ６０ １ ０ —９ ４ ２ １ ） ３０ ５ —３
球墨铸铁的强度研究及耐高温性能分析
球墨铸铁的强度研究及耐高温性能分析球墨铸铁是一种常见的工程材料，它具有较高的强度、耐磨性和耐腐蚀性，广泛应用于机械制造、建筑工程、汽车制造等行业。
本文将对球墨铸铁的强度研究及耐高温性能进行分析。
强度研究球墨铸铁的强度是指其承受外力的能力，通常分为抗拉强度、屈服强度、抗压强度和韧性等指标。
其中，抗拉强度是描述球墨铸铁在拉伸状况下承受外力的能力，通常用MPa（兆帕）作为单位进行计量。
屈服强度则是指球墨铸铁开始变形的应力值，是衡量材料抵抗塑性变形的能力的指标。
抗压强度是描述材料在压缩状态下承受外力的能力，同样用MPa作为单位进行计量。
韧性则是指材料在弯曲状态下承受外力的能力，通常用焦耳/立方米（J/m³）来表示。
球墨铸铁的强度取决于其材质和铸造工艺。
球墨铸铁的材料主要由铸铁和球墨铸造的球墨铸铁合金组成，通常会添加一些合适的合金元素以提高其强度和耐腐蚀性能。
铸造工艺则是指球墨铸铁的生产过程，其中包括熔炼、浇铸、冷却、清理等环节。
良好的铸造工艺能够保证球墨铸铁的均匀性和完整性，进而提高其强度和韧性。
除了材质和铸造工艺之外，球墨铸铁的强度还受到外部因素的影响，比如温度、湿度等。
这些因素会对球墨铸铁的微观结构产生影响，进而影响其宏观强度。
因此，在球墨铸铁的使用过程中，需要注意其环境条件，以避免对其强度的影响。
耐高温性能分析球墨铸铁通常具有良好的耐磨性和耐腐蚀性，但其耐高温性能相对较弱。
在高温环境下，球墨铸铁容易发生变形和脆断，进而影响其整体强度和使用寿命。
球墨铸铁的高温性能受到其材料和铸造工艺的限制。
一方面，球墨铸铁的材料通常具有较低的熔点和热导率，容易在高温下熔化或发生变形。
另一方面，铸造工艺的失误也会导致球墨铸铁的高温性能下降。
比如，在铸造过程中出现气孔或夹杂等缺陷，容易在高温下产生应力集中，进而导致材料的破裂。
为了提高球墨铸铁的耐高温性能，可以从材料和铸造工艺两个方面入手。
其中，添加一定比例的合金元素可以提高球墨铸铁的熔点和热导率，增加其在高温环境下的稳定性。
《一种耐热球墨铸铁的热疲劳行为研究》范文
《一种耐热球墨铸铁的热疲劳行为研究》篇一一、引言在工程材料的应用中，耐热铸铁的可靠性和稳定性成为了关键的指标。
热疲劳是金属材料在使用过程中所遭遇的重要问题之一，特别是在高温环境下，其影响尤为显著。
因此，对耐热球墨铸铁的热疲劳行为进行研究，对于提高材料的性能和延长使用寿命具有重要的理论意义和实用价值。
本文以一种耐热球墨铸铁为研究对象，深入探讨其热疲劳行为。
二、实验材料与方法本次实验选用的材料为一种耐热球墨铸铁。
在实验过程中，我们采用了热机械疲劳试验机进行热疲劳测试。
同时，为了更全面地了解其热疲劳行为，我们还进行了显微组织观察、硬度测试和断口形貌分析等实验。
三、耐热球墨铸铁的热疲劳行为1. 显微组织观察通过显微镜观察，我们发现耐热球墨铸铁的显微组织主要由基体、石墨球和其它相组成。
在热疲劳过程中，这些组织的形态和分布都发生了明显的变化。
随着热疲劳次数的增加，基体中的裂纹逐渐增多，石墨球的形状也发生了变化。
2. 硬度变化在热疲劳过程中，耐热球墨铸铁的硬度也发生了明显的变化。
随着热疲劳次数的增加，硬度逐渐降低。
这主要是由于在热循环过程中，材料的组织结构发生了变化，导致硬度的降低。
3. 断口形貌分析通过断口形貌分析，我们发现耐热球墨铸铁在热疲劳过程中主要出现的是沿晶断裂和穿晶断裂两种模式。
这两种断裂模式都随着热疲劳次数的增加而加剧，最终导致材料的失效。
四、影响耐热球墨铸铁热疲劳行为的因素除了材料本身的性质外，影响耐热球墨铸铁热疲劳行为的因素还包括温度、频率和应力等。
在高温环境下，材料的抗热疲劳性能会降低；而在低频和低应力条件下，材料的抗热疲劳性能则会增强。
五、结论本研究通过对耐热球墨铸铁的热疲劳行为进行研究，发现其显微组织、硬度以及断口形貌等都随热疲劳次数的增加而发生变化。
同时，我们还发现温度、频率和应力等因素对耐热球墨铸铁的热疲劳行为具有显著影响。
这些研究结果为进一步提高耐热球墨铸铁的抗热疲劳性能提供了重要的理论依据。
耐热不锈钢的高温热疲劳性能研究
耐热不锈钢的高温热疲劳性能研究在高温环境中，耐热不锈钢材料的热疲劳性能是一个重要的研究领域。
高温热疲劳性能是指材料在高温下重复受力引起的疲劳破裂问题。
这是因为在高温环境中，材料的力学性能会发生变化，热膨胀和热应力会导致材料发生变形和损伤，从而影响材料的性能和可靠性。
为了研究耐热不锈钢的高温热疲劳性能，首先需要了解该材料的力学性能和热膨胀性能。
不锈钢是由铁、铬、镍和其他元素合金化得到的材料，具有耐腐蚀性、高强度和良好的可加工性。
耐热不锈钢是通过增加合金元素的含量来提高其高温下的稳定性和耐热性能。
研究耐热不锈钢的高温热疲劳性能涉及到材料的疲劳寿命、疲劳裂纹扩展速率和断裂韧性等关键参数。
实验方法是研究这些参数的常用手段。
一种常见的实验方法是热疲劳试验，通过在高温下对材料施加周期性载荷，观察材料的破坏行为和性能变化。
通过研究耐热不锈钢的高温热疲劳性能，我们可以评估材料的可靠性和使用寿命，并制定相应的改进和优化措施。
一些常见的改进措施包括合金化、表面处理和热处理等。
合金化是通过添加合金元素提高材料的耐热性能和抗氧化性能。
表面处理可以改善材料的表面质量和耐腐蚀性能。
热处理可以改变材料的晶体结构和力学性能，从而提高材料的高温热疲劳性能。
此外，材料的设计和工艺也对耐热不锈钢的高温热疲劳性能起着重要的影响。
在材料设计中，需要考虑材料的力学性能、热膨胀性能和耐腐蚀性能等因素。
在工艺上，需要采用适当的制造工艺和加工方法，确保材料的均匀性和一致性。
耐热不锈钢的高温热疲劳性能研究不仅对于材料的制造和应用具有重要意义，也对工程领域的发展有着积极的影响。
耐热不锈钢材料广泛应用于各种高温环境下的工程领域，例如石油化工、航空航天和核能等。
了解和改善耐热不锈钢的高温热疲劳性能，将有助于提高材料的可靠性和使用寿命，降低事故和故障的风险，保证工程安全和可持续发展。
综上所述，耐热不锈钢的高温热疲劳性能研究涉及材料的力学性能、疲劳寿命和热膨胀性能等关键参数。
蠕墨铸铁表面多弧离子镀CrTiAlN镀层抗氧化性研究
蠕墨铸铁表面多弧离子镀CrTiAlN镀层抗氧化性研究杨玉婷;郭巧琴【摘要】蠕墨铸铁缸盖具有高强度、导热良好的优点,但其在高温下易发生氧化,极大地影响了其使用寿命.本文采用多孤离子镀技术在蠕墨铸铁表面制备CrTiAlN镀层,提高其高温抗氧化性.采用氧化增重法进行高温氧化实验.运用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等现代材料分析技术对镀层氧化前后微观组织结构及相组成进行检测分析.结果表明:经高温氧化后,蠕墨铸铁基体表面生成致密的氧化层,其主要相组成为Fe2O3和Fe3O4;氧化后,CrTiAlN镀层中仅生成了少量的CrO3和Cr2O3,氧化前后表面形貌无较大差异.偏压值越大,CrTiAlN镀层氧化增重量越大.当偏压值为200 V时,氧化增重量最少,为6.0 mg,且氧化速率最低,为1.4 mg· m-2·h-1,抗氧化性最好.【期刊名称】《电镀与精饰》【年(卷),期】2018(040)010【总页数】5页(P15-19)【关键词】多弧离子镀;CrTiAlN镀层;蠕墨铸铁;偏压值;抗氧化性【作者】杨玉婷;郭巧琴【作者单位】西安工业大学材料与化工学院,陕西西安710021;西安工业大学材料与化工学院,陕西西安710021【正文语种】中文【中图分类】TB43引言随着现代新型车用柴油发动机功率密度的不断提高，导致发动机缸盖的机械负荷和热负荷不断增加，因而对它们的强度、刚度、耐热、导热性能、抗疲劳性能及工艺性能等提出了更为苛刻的要求，要求高的强韧性以提供力学耐久性，高的导热性防止缸盖热疲劳失效，这些需求，高性能蠕墨铸铁能同时满足［1-2］。
但是由于缸盖的运行温度为500℃左右，蠕墨铸铁会发生严重的高温氧化，极大地限制了其应用。
多弧离子镀是一种新型镀层制备的物理气相沉积技术。
该技术具有沉积速率高，镀层附着力好的优点［3-6］。
CrTiAlN镀层是一种硬质镀层，具有硬度高、耐磨性好、优良的耐腐蚀性和抗高温氧化性以及内应力低等优点［7-10］。
耐热铸铁牌号及化学成分
耐热铸铁牌号及化学成分关注我们请点后面铸造工业网 3天前进铸造行业群，加微信132****1807耐热铸铁件化学成分(见表2.1-11、表2.1-12)1.GB/T9437-2009，《耐热铸铁件》代替GB/T9437一1988。
适用于砂型铸造或导热性与砂型相仿的铸型中浇注而成的且工作在1100℃以下的耐热铸铁件。
2.铸件的几何形状与尺寸应符合图样的要求。
其尺寸公差和加工余量应符合GB/t6414的规定，其重量偏差应符合GB/T11351的规定。
3.铸件表面粗糙度应符合GB/T6060.1的规定，由供需双方商定标准等级。
4.铸件应清理干净，修整多余部分，去除浇冒口残余、芯骨、枯砂及内腔残余物等。
铸件允许的浇冒口残余、披缝、飞刺殊余、内腔清洁度等，应符合需方图样、技术要求或供需双方订货协定。
5.铸件上允许的缺陷，其形态、数量、尺寸与位里、可否修补及修补方法等由供需双方商定。
耐热铸铁室温力学性能、高温短时力学性能及应用(摘自GB/t9437-2009)HTRCr使用条件：在空气炉气中，耐热温度到550℃。
具有高的抗氧化性和体积稳定性应用举例：适用于急冷急热的,薄壁，细长件。
用于炉条、高炉支梁式水箱、金属型、玻璃模等HTRCr2使用条件：在空气炉气中，耐热温度到550℃。
具有高的抗氧化性和体积稳定性应用举例：适用于急冷急热的,薄壁，细长件。
用于煤气炉内灰盆、矿山烧结车挡板等HTRCr16使用条件：在空气炉气中耐热温度到900℃。
具有高的室温及高温强度，高的抗氧化性，但常温脆性较大，耐硝酸的腐蚀。
应用举例：可在室温及高温下作抗磨件使用。
用于退火罐、煤粉烧嘴、炉栅、水泥焙烧炉零件、化工机械等零件。
HTRSi5使用条件：在空气炉气中，耐热温度到700℃。
耐热性较好，承受机械和热冲击能力较差。
应用举例：用于炉条、煤粉烧嘴、锅炉用梳形定位析、换热器针状管、二硫化碳反应瓶等。
QTRSi4使用条件：在空气炉气中耐热温度到650℃。
耐热铸铁标准及常用耐热铸铁牌号和化学成分使用条件
耐热铸铁件的牌号和化学成分耐热铸铁件 (摘自GB9437-88)耐热铸铁件1 适用范围本标准适用于工作在1100℃以下的耐热铸铁件。
本标准适用于砂型铸造或导热性与砂型相仿的铸型中浇成的耐热铸铁件。
2 引用标准GB 5612 铸铁牌号表示方法GB 6414 铸件尺寸公差GB 6010.1表面粗糙度比较样块铸造表面GB 9441 球墨铸铁金相检验GB 7216 灰铸铁金相GB 222 钢的化学分析用试样采取法及化学成分允许偏差GB223.1～223.12钢铁及合金化学分析方法GB 223.26～223.28钢铁及合金化学分析方法GB 9439 灰铸铁件GB 977 灰铸铁机械性能试验方法GB228 金属拉力试验法GB 231 金属布氏硬度试验法3 牌号耐热铸铁牌号符合GB 5612的规定，分为10种牌号，见表1。
4 技术要求4.1 耐热铸铁的化学成分应符合表1的规定。
4.2 铸件的几何形状与尺寸应符合图样的要求。
其尺寸公差应符合GB 6414的规定，其重量偏差和加工余量应符合有关标准的规定。
4.4 铸件应清除浇冒口与泥芯，清除粘砂、结疤、飞边、夹砂等。
4.5 铸件上允许的缺陷，其形态、数量、尺寸与位置、可否修补等及修补方法等由供需双方按铸件的要求商定。
4.6 铸铁的室温机械性能应符合表2的规定，短时高温抗拉性能列于附录A 中。
4.7 硅系、铝硅系耐热球墨铸铁件一般应进行消除内应力的热处理，其它牌号如需方有要求时，消除内应力的热处理按订货条件进行。
4.8 耐热铸铁的金相组织，根据耐热铸铁的牌号参照GB 9441、GB 7216的规定，由供需双方商定具体要求。
对于硅系耐热铸铁，其基体组织应以铁素体为主。
4.9 在使用温度下，铸件的平均氧化增重速度不大于0.5g/m2·h，生长率不大于0.2%。
5 试验方法5.1 化学分析取样方法按GB 222的规定进行。
化学仲裁分析方法只能按GB 223.1～223.12、GB 223.26～223.28的规定进行。
超高韧性高铬多元合金耐磨铸铁的研究和应用
织 减少粗大的柱状晶组织 加钒析出二次碳化物 降低基体的含碳量 提高马氏体开始 转变温度(Ms) 提高淬透性 加钒对提高硬度韧性均有利 考虑成本选择加钒 0.3 ~0.5
2.1.7 锰含量的确定 锰扩大奥氏体相区 降低马氏体开始转变温度(Ms) 本课题中 Cr/C 高 已保证了奥 氏体的稳定性 为避免在发生马氏体转变时 由于锰量过高而产生粗大的针状马氏体 确 定锰含量为 0.4 ~0.8 2.1.8 硅含量的确定 硅固溶于奥氏体基体中 在共晶碳化物的周边硅浓度有所富集 使铬浓度降低 易形 成硬而脆的马氏体和微观裂纹 并沿界面扩展 是材料微观剥落的促成因素 因此高铬铸 铁中的硅含量不宜过高 控制在 0.3 ~0.6 2.1.9 稀土复合变质剂 加入稀土复合变质剂 使晶粒细化 碳化物分散 断网 均匀分布 能变质夹杂 起 到脱氧 脱硫 去气的作用 加入量为 0.20~0.30 综上所述化学成分设计范围如表 1
硬度：ＨＲC64.8 冲击韧性 ak27.2J/cm2
4
第六届 21 省 4 市铸造学术会议论文
２．４．１ １ 成分的试样经过 １０８０ ／２ｈ＋２８０ ／３ｈ 热处理后的扫描电镜分析
３ ａ １０００ 图 ３ ｂ １５００ 图 ３ ｃ ３０００ 图 ３ ＡＳＭ－ＳＭ 扫描电镜观察高倍金相组织图
１．概述
高铬铸铁硬度高 耐磨性好 在国际上被称为第三代耐磨材料 但它的韧性较低 在 中等以上的冲击磨损工况条件下使用 容易剥落 断裂 限制了其应用范围 为了充分发 挥其硬度高 耐磨性好的优点 使其扩大用范围 须大大提高其韧性 为此 国内外科学工作者做了大量的工作 并制订了一系列相关技术标准 如 英国 BS4844partl975a 耐磨铸铁标准 西德国家标准 DINl095 耐磨合金铸铁标准 美国克利马 克斯(climcx)钼公司高铬钼铸铁标准 前苏联耐磨铸铁标准以及 1999 年我国经修订的抗磨 白口铸铁标准等等 从这些标准中我们发现 国内外各类高铬铸铁化学成分大体相近 其 机械性能未有太大改变 其热处理后硬度为 HRC56-64 冲击韧性 用 20 20 110mm 无 缺口试样为 ak 6-10J/cm2 用 10 10 55mm 无缺口试样为 ak 3.5J cm2 近年来国内外许多科研单位对高铬铸铁进行了大量的研究 但在其韧性上都没有明显的 突破 为了解决高铬铸铁韧性过低的难题 有的在工艺上进行改进 有的采用双金属复合 铸造或镶铸等方法 很少有从材料本身的角度出发 因其工艺操作复杂 实际生产推广应 用受到限制 本课题的研究目的是在高铬铸铁原有成分基础上 加入多元微量合金元素 优化成分配 比 改进冶炼工艺 通过对热处理工艺的试验研究 使高铬铸铁基体组织中的碳化物圆整 孤立 均匀分布 热处理后的机械性能达到 硬度 HRC56-62 冲击韧性 ak 10-18J cm2(10
铸铁材料性能
铸铁材料性能铸铁是一种常见的工业材料，具有优良的性能和广泛的应用。
它主要由铁、碳和硅组成，具有较高的硬度和耐磨性。
铸铁材料性能的优劣直接影响着其在工程领域的应用范围和效果。
下面将从几个方面介绍铸铁材料的性能特点。
首先，铸铁材料的强度和硬度较高。
铸铁的强度主要取决于其组织结构和碳含量，一般来说，碳含量越高，强度也越高。
而硬度则取决于铸铁中的碳化物含量，碳化物越多，硬度也越高。
因此，铸铁通常被用于制造对强度和硬度要求较高的零部件，如机床、汽车发动机缸体等。
其次，铸铁具有良好的耐磨性和耐热性。
由于铸铁中含有较高的碳含量，碳化物的形成使得铸铁具有很好的耐磨性，能够在摩擦和磨损的环境下保持较长的使用寿命。
同时，铸铁的熔点较高，耐热性也较好，能够在高温环境下保持较好的稳定性。
另外，铸铁还具有较好的液态流动性和铸造性能。
铸铁在液态状态下具有较好的流动性，能够填充模具中的各个角落，从而制造出形状复杂的零部件。
同时，铸铁的铸造性能也较好，能够通过各种铸造工艺制造出不同形状和尺寸的铸件。
最后，铸铁还具有较好的耐腐蚀性和成本效益。
铸铁在一定条件下能够抵抗大部分化学腐蚀介质的侵蚀，能够保持较长时间的使用寿命。
与此同时，铸铁的生产成本较低，加工成本也较低，能够提供较为经济实惠的解决方案。
总的来说，铸铁材料具有较好的强度、硬度、耐磨性、耐热性、液态流动性、铸造性能、耐腐蚀性和成本效益等性能特点，因此在工程领域有着广泛的应用。
但是，铸铁材料也存在一些缺点，如脆性较大、冲击韧性较差等，因此在实际应用中需要根据具体情况进行合理选择和设计。
希望本文能够对铸铁材料性能有所了解，并在实际工程中加以应用和改进。
耐热铸铁标准及常用耐热铸铁牌号和化学成分使用条件
耐热铸铁件的牌号和化学成分耐热铸铁件 (摘自GB9437-88)耐热铸铁件1 适用围本标准适用于工作在1100℃以下的耐热铸铁件。
本标准适用于砂型铸造或导热性与砂型相仿的铸型中浇成的耐热铸铁件。
2 引用标准GB 5612 铸铁牌号表示方法GB 6414 铸件尺寸公差GB 6010.1表面粗糙度比较样块铸造表面GB 9441 球墨铸铁金相检验GB 7216 灰铸铁金相GB 222 钢的化学分析用试样采取法及化学成分允许偏差GB223.1～223.12钢铁及合金化学分析方法GB 223.26～223.28钢铁及合金化学分析方法GB 9439 灰铸铁件GB 977 灰铸铁机械性能试验方法GB228 金属拉力试验法GB 231 金属布氏硬度试验法3 牌号耐热铸铁牌号符合GB 5612的规定，分为10种牌号，见表1。
4 技术要求4.1 耐热铸铁的化学成分应符合表1的规定。
4.2 铸件的几何形状与尺寸应符合图样的要求。
其尺寸公差应符合GB 6414的规定，其重量偏差和加工余量应符合有关标准的规定。
等级。
4.4 铸件应清除浇冒口与泥芯，清除粘砂、结疤、飞边、夹砂等。
4.5 铸件上允许的缺陷，其形态、数量、尺寸与位置、可否修补等及修补方法等由供需双方按铸件的要求商定。
4.6 铸铁的室温机械性能应符合表2的规定，短时高温抗拉性能列于附录A中。
4.7 硅系、铝硅系耐热球墨铸铁件一般应进行消除应力的热处理，其它牌号如需方有要求时，消除应力的热处理按订货条件进行。
4.8 耐热铸铁的金相组织，根据耐热铸铁的牌号参照GB 9441、GB 7216的规定，由供需双方商定具体要求。
对于硅系耐热铸铁，其基体组织应以铁素体为主。
4.9 在使用温度下，铸件的平均氧化增重速度不大于0.5g/m2·h，生长率不大于0.2%。
5 试验方法5.1 化学分析取样方法按GB 222的规定进行。
化学仲裁分析方法只能按GB 223.1～223.12、GB 223.26～223.28的规定进行。
耐热铸钢(Nb)在汽车零部件中的应用情况
含铌耐热铸钢在汽车零件中的应用Keijiro Hayashi,Koki Otsuka,Kenji Itoh（日立金属有限公司铸造技术研究室）摘要：日立金属有限公司铸造技术研究室开发了一种专门用于汽车发动机排气系统的新型耐热铸钢。
新型铸钢牌号为HERCUNETE-S A3N，奥氏体基体，其化学组成为20％Cr-10%Ni-3%W-2%Nb，该钢种在600℃以上比其他同类材料的强度高，在900℃表现出很好的抗氧化性能。
另外，A3N与奥氏体结构的铸铁Niresist D5S 相比具有更高的抗热疲劳强度。
在汽车排放气体这样高的温度下A3N铸钢具有优良性能，因此该钢种可以用来制造排气歧管和涡轮机外壳。
1 引言全世界范围内正逐步并有效地开展保护全球环境的运动。
为适应这场运动，高效、高性能和低排放的汽车发动机已经和正在研制。
这些新型发动机必然会产生较高温度的排放气体。
因而目前所使用的排气歧管和涡轮机外壳在此条件下工作就必然会产生如氧化、热变形或热裂等问题。
这就促使我们发展新型材料来制造排放零部件以满足其在高温条件下使用的要求。
图1：制造高温排气系统的耐热材料的发展过程图1所示为目前应用于排放零部件的一些材料的典型使用温度范围。
从图1可知，制造排放零部件的材料已经从传统的灰铸铁发展到球墨铸铁、高硅球铁、再到可以抵抗800℃左右高温的耐蚀高镍铸铁。
然而，必须指出的是，高性能发动机排放气体的温度可达1000℃（1832℉）。
因此为满足现代发动机的需要，日立金属有限公司铸造技术研究室开发了一种名为HERCUNETE-S A3N的耐热铸钢。
2 新型耐热铸钢“NSHR”的性能2.1 化学组成表1所列为A3N及其他对比材料的化学组成。
新型材料A3N为奥氏体铸钢，其化学组成为20％Cr-10%Ni-3%W-2%Nb。
A3N具有网状NbC的混合结构，碳化物（M23C6）团的形态有少许变化，强化了奥氏体基体。
表1 NAHR-A3N及其他材料的典型化学组成组成 C Si Mn S Cr Ni W Mo Nb Fe A3N 0.45 0.5 1.0 0.15 20.0 10.0 3.0 - 2.0 其余F5N 0.40 0.5 0.4 0.01 18.0 1.7 2.0 - 2.0 其余D5S 1.85 5.0 0.5 - 1.8 34.5 - - 微量其余HiSiMo3.10 3.95 0.2 - - - - 0.55 微量其余DCI2.2 屈服点图2 ：表1所示材料在不同温度下的屈服点（MPa）（纵轴:屈服点（MPa），横轴：表面温度（℃））图2给出每种材料在高温下的屈服点。
柴油机缸盖用CE、Cu 、Cr、Mo合金铸铁的组织性能研究 毕业论文
柴油机缸盖用CE、Cu 、Cr、Mo合金铸铁的组织性能研究柴油机缸盖用CE、Cu 、Cr、Mo合金铸铁的组织性能研究摘要本文通过正交试验，考查了CE、Cu 、Cr、Mo、对合金铸铁力学性能的影响规律，利用光学金相显微镜（OM）、对合金中的组织的组成进行了分析。
实验结果表明：CE、Cu是影响合金铸铁力学性能的主要影响因素，主要影响了石墨的大小形态和珠光体的量以及片层间距。
Cr对合金铸铁的强度硬度影响不大，但是能形成一定量的碳化物提高了合金铸铁的耐磨性和稳定珠光体的含量。
Mo对合金铸铁的影响不明显，但是有一定的细化石墨和珠光体的作用。
通过实验确定了一组最优的合金成分：CE=3.9、Cu=0.5、Cr=0.3、Mo=0.35。
预计其性能达到：σb>280MPa；硬度大于240HB。
关键词：合金铸铁；基体组织；抗拉强度；硬度Study on the Microstructure of Alloy Properties of Alloy Cast Iron for Cylinder Head of Diesel EngineAbstractThrough orthogonal test, the CE test ,Cu, Cr, Mo, on the mechanical properties of alloy cast iron influence, using the optical microscope (OM), composition of the alloy in the organization are analyzed. The experimental results show that: CE, Cu are the main factors affecting the mechanical properties of alloy cast iron, the main effect of the graphite morphology and the amount and size of pearlier interlamellar spacing. Cr has little influence on the strength and hardness of alloy cast iron carbide, but can form a certain amount of increase the amount of alloy cast iron wear resistance and stability of pearlier. Effect of Mo on alloy cast iron is not obvious, but there are some fine graphite and pearlier. A group of optimal alloy composition was determined by the experiment: CE=3.9, Cu=0.5, Cr=0.3, Mo=0.35. Its performance reaches the expected: b>280MPa; hardness is 240HB.Key words: Alloy cast iron; Matrix organization; Tensile strength; solidity1 绪论目录1 绪论 (2)1.1前言 (2)1.2合金铸铁的发展历史 (3)1.3国内、外研究现状 (4)1.4合金铸铁的组织、性能特点及应用 (5)1.4.1组织特点 (6)1.4.2性能特点 (8)1.4.3合金铸铁的应用 (10)1.5合金元素对合金铸铁的影响 (11)1.6本文主要研究内容 (12)2 实验内容与方法 (13)2.1实验材料 (13)2.2实验合金及因素水平表 (13)2.3熔炼及浇注工艺流程 (13)2.4造型 (14)2.4.1圆棒试样 (14)2.5试样的制备 (14)2.6力学性能的测定 (15)3 实验结果及分析 (16)3.1CE、C U、C R、M O、对合金铸铁力学性能的影响 (16)3.2显微组织分析 (18)3.2.1 CE对合金铸铁组织性能的影响 (18)3.2.2 Mo对合金铸铁力学性能的影响 (19)3.2.3 Cu对合金铸铁力学性能的影响 (20)3.2.4 Cr对合金铸铁力学性能的影响 (21)4 结论 (23)参考文献 (24)1 绪论1.1前言合金铸铁是一种传统的结构材料，由于价格低廉、生产工艺简单，迄今仍被大量采用。
《一种耐热球墨铸铁的热疲劳行为研究》
《一种耐热球墨铸铁的热疲劳行为研究》篇一一、引言在工业和汽车领域中，高温工作环境对材料的性能要求愈发严格。
耐热球墨铸铁作为一种具有优异高温性能的材料，其热疲劳行为对于提高设备使用寿命及安全性具有重要意义。
本研究将探讨耐热球墨铸铁在热疲劳环境下的行为特征和影响机制，以期为实际工程应用提供理论依据。
二、文献综述在过去的研究中，耐热球墨铸铁因其在高温环境下仍能保持良好的力学性能而备受关注。
然而，其热疲劳行为的研究尚显不足。
热疲劳通常指的是材料在周期性温度变化下所承受的应力，导致材料性能逐渐降低直至失效的过程。
国内外学者在相关领域的研究主要关注于热疲劳损伤的评估及防护措施的提出，但仍存在一些问题和争议。
因此，本研究的开展旨在进一步深入探讨耐热球墨铸铁的热疲劳行为。
三、实验方法本研究采用多种实验手段，包括材料制备、热疲劳实验、微观结构观察和性能测试等。
首先，制备耐热球墨铸铁样品；其次，在特定条件下进行热疲劳实验，记录数据；再次，利用扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）观察样品微观结构变化；最后，对样品进行性能测试，包括硬度、强度等。
四、耐热球墨铸铁的热疲劳行为特征（一）宏观表现在周期性温度变化下，耐热球墨铸铁表现出一定的热疲劳行为特征。
随着热循环次数的增加，材料表面出现裂纹和剥落现象，导致材料性能逐渐降低。
（二）微观结构变化通过SEM和TEM观察发现，在热疲劳过程中，耐热球墨铸铁的微观结构发生明显变化。
晶界处出现裂纹，晶粒内部出现位错、滑移等现象。
此外，碳化物等第二相颗粒的分布和形态也发生变化，对材料的热疲劳行为产生影响。
五、影响耐热球墨铸铁热疲劳行为的因素（一）材料成分耐热球墨铸铁的成分对其热疲劳行为具有重要影响。
合金元素的种类和含量对材料的抗热疲劳性能具有显著影响。
例如，某些合金元素能够提高材料的抗高温氧化性能和抗蠕变性能，从而增强材料的抗热疲劳性能。
（二）微观结构材料的微观结构对其热疲劳行为具有决定性作用。
不同蠕化率蠕墨铸铁的热疲劳性能研究开题报告
不同蠕化率蠕墨铸铁的热疲劳性能研究开题报告一、选题背景与意义蠕墨铸铁是一种高强度高耐热铸铁材料，在航空航天、船舶、汽车发动机、电力设备等领域得到广泛应用。
但是，在高温下长期使用会发生蠕变现象，导致材料性能下降，降低了材料的使用寿命。
因此，在热疲劳性能研究方面，特别是不同蠕化率下蠕墨铸铁的热疲劳性能研究，具有重要的理论意义和实际应用价值。
二、研究内容与方法本课题主要研究不同蠕化率蠕墨铸铁的热疲劳性能，并对其进行分析和比较。
具体研究内容包括：1.不同蠕化率蠕墨铸铁的热疲劳试验设计；2.试验中记录的不同蠕化率下试样的热疲劳寿命；3.对比分析不同蠕化率蠕墨铸铁的热疲劳寿命与材料性能之间的关系；4.根据试验结果，对比分析不同蠕化率蠕墨铸铁的热疲劳性能差异；5.对试验数据进行统计处理和分析，给出合理的结论。
本课题主要采用实验研究方法，设计不同蠕化率蠕墨铸铁的热疲劳试验，对试样进行热疲劳寿命测试，并对试验结果进行数据处理和分析。
三、预期成果通过对不同蠕化率蠕墨铸铁的热疲劳性能研究，预期达到以下成果：1.获得不同蠕化率下蠕墨铸铁的热疲劳寿命数据；2.分析不同蠕化率下蠕墨铸铁的热疲劳寿命与材料性能之间的关系；3.对比分析不同蠕化率蠕墨铸铁的热疲劳性能差异；4.在理论和实践层面上，探索如何提高蠕墨铸铁的使用寿命。
四、研究进度安排1.文献调研和理论学习：3周2.试验设计和试样制备：2周3.热疲劳试验：6周4.数据处理和分析：3周5.论文撰写和答辩准备：4周五、参考文献1. 曹志强,王海波,束福民. 蠕墨铸铁的发展及其应用[J]. 材料工程, 2005(11):105-109.2. 李国泽, 白永炎, 董敏. 蠕墨铸铁的研究进展及应用[J]. 材料导报, 2014(10): 114-119.3. 段才兴. 热疲劳试验技术的发展[J]. 机电工程,2004(11): 976-979.4. 徐国庆,李智勇,王杰武. 基于MATLAB的声电缓变应变控制热疲劳试验系统研究[J]. 机械设计与制造, 2011(11): 29-32.。
常用耐热铸铁牌号完整版
化学成分（%）
C
Si
Mn
P
S
AL
中铝耐热铸铁
2.5-3.2
1.6-2.3
0.6-0.8
5.5-7.0
高铝耐热铸铁
1.2-2.0
1.3-2.0
<0.7
<0.4
<0.03
20-24
3、高铬耐热铸铁：一般来说，铬加入量为0.5-2%，工作温度愈高，则加入量应愈高，含铬量为26-30%时，耐热温度为1000度，含铬量为32-36%时，耐热温度为1150度，且机械性能保持较高。
170~200
高铝球墨铸铁
1.7~2.2
1.0~2.0
0.4~0.8
<0.2
<0.01
al：21~24
1000~1100
250~420
260~300
铝硅耐热球铁
(其中al+si为
8.5~10.0%)
2.4~2.9
4.4~5.4
<0.5
<0.1
<0.02
al：4.0~5.0
950~1050
220~275
1.6-2.4
1.5-2.2
<1.0
<0.10
<0.05
15-18
耐热铸铁的化学成分和机械性能
化学成分,%
耐热温度
在室温下的机械性能
耐热铸铁名称
c
si
mn
p
s
cr
℃
b
mpa
hb
含铬耐热铸铁
rtcr-0.8
2.8~3.6
1.5~2.5
<1.0
<0.3
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表 1 实验用材料及原始组织
T a b. 1 T he m aterial co mpo nent s
and intr insic or g anism
材料
w ( 成分) / %
基体
材 料
简称 C Si
S
P Mo Cu Al 组织
RQT S i4Cu2Al2 4-2-2 2. 64 4. 43 0. 017 0. 047 — 2. 00 2. 77 F
F ig . 6 4-4-4 ductile or ga nism fro m the sur face to center at 1 050 ℃ after 72 h ( 4% nitr ic acid alco hol×80)
经分析, 这种石墨球减少的机理如下: 在高 温下, 基体奥氏体化的结果, 使得部分石墨溶于
选择 SiM o 球铁和 4-2-2 球铁, 试样形状为 12 mm ×10 mm , 热疲劳实验采用风冷方式冷 却, 其工艺如图 1 所示。
2 结果与讨论
2. 1 铸铁的抗氧化性 实验所用的 2 种铸铁氧化后测得其增重以
及氧化皮厚度见表 2 和表 3。从表中可以看出, 2 种铸铁在氧化初期都有减重现象。因为在大
增重法 g = ( m1 - m2 ) / S , 式中: g 为氧化 增重; m1 为氧化后试样+ 坩埚的质量; m2 为氧 化前试样+ 坩埚的质量; S 为试样表面积。
氧化皮厚度法 h= ( h1- h2 ) / 2, 式中: h 为
第 3 期 李荣菊 几种 耐热铸铁的抗氧化性和热疲劳性研究
0. 005 5 0. 137 3 0. 208 1
0. 310 0 0. 430 0 0. 530 0
材 料
SiM o 4-2-2
5h - 0. 007 2 - 0. 010 6
表 3 850 ℃氧化结果
T ab. 3 T he ox ide r esults at 850 ℃
不同时间的氧化增重/ ( mg·mm - 2)
5
氧化皮厚; h1 为氧化后试样高度; h2 为去除氧 化皮后试样高度。
选择温度 950 ℃和 850 ℃进行氧化实验, 其中 950 ℃实验条件: 随炉升温, 达到温度即为 实验开始时间, 到规定时间后, 随炉冷至 600 ℃ 左右, 然后, 空冷, 称重, 测其氧化皮厚度。将试 样表面磨掉一定厚度后, 观察金相组织。在 850 ℃的实验采用循环加热的方法, 即在 850 ℃时 放入试样, 到规定时间后空冷, 称重。然后, 再将 试样放入炉中继续氧化, 循环测量。 1. 3 热疲劳实验
几种耐热铸铁的抗氧化性和热疲劳性研究
李荣菊
( 河北管理干部学院建筑工程系, 河北石家庄 050031)
摘 要: 由 于玻 璃模 具应 具有良 好的 抗氧 化性 和热疲 劳性, 通 过对 RQT Si4Cu2A l2, RQT Si4Cu4A l4 和 RQT Si5Mo 三种耐热铸铁的抗氧化性和热疲劳性模拟实验结果的分 析, 找出了一种比较适合玻璃模具的材料, 并且初步研究了几种耐热铸铁的氧化组织变化 规律。发现硅铝铜球铁和硅钼球铁在高温长时间氧化时, 在氧化皮下形成了一层无石墨的 铁素体层, 且温度越高, 时间越长, 铁素体层越厚。
RQT S i4Cu4Al4 4-4-4 2. 91 3. 57 0. 02 0. 05 — 3. 50 4. 10 F + P
RQT S i5M o
SiMo 2. 74 4. 77 0. 02 0. 044 1. 02 — — F
试样形状均为圆柱形 12 m m×15 mm。 实验前, 将试 样表面磨光, 然后用乙 醇清
Abstrct: V I has much impro vement on t raditional instr ument s. W ith the same har dw ar e, the V I can for m many
different instr uments by m ea ns of different so ftw ares. In this paper , the idea , co mpo sition, cha racter istics and L abVI EW o f V I ar e int ro duced. T hr ough the ex ample o f hydr aulic sy st em tmper ature superv isio n, the t est device design pro cedure of hy dr aulic system based on V I is advanced. A ppling V I to hydr aulic sy st em status super vising the instr ument is simple in str uctur e, and complete in funct ion. It's conv enient to use V I , and user s can rev ise the design of panel a cco rding t o their r equir ements.
于 700 ℃时, 主要是石墨先被氧化。据此做出氧 化增重与时间以及氧化皮厚与时间的关系曲线 如图 2, 3, 4 所示。
图 1 风冷条件下热疲劳工艺
Fig. 1 Ex per iment pr ocess diag ra m for
heat fatigue
表 2 950 ℃氧化结果
T ab. 2 T he ox idatio n result s at 950 ℃
F ig . 2 T he thickness of o x ide lay er and time at 950 ℃ F ig . 3 I ncr ease in weight and time at 850 ℃
从表 2 和表 3 可看出, 4-2-2 球铁的抗氧化 性比 SiMo 球铁的抗氧化性好, 在 850 ℃氧化
6
河 北 工 业 科 技 第 19 卷
60 h, 4-2-2 球铁还保留一定的金属光泽。 2. 2 氧化前后石墨及组织的变化规律
通过对 4-2-2 球铁和 SiMo 球铁氧化后横 截面的观察发现, 在 950 ℃氧化时靠近氧化皮处 有石墨减少的现象。为了说明不同温度、不同原
10 h
20 h
30 h
40 h
- 0. 001 5
0. 008 3
0. 015 0
0. 024 8
- 0. 007 6
- 0. 004 3
- 0. 003 4
- 0. 003 2
50 h 0. 028 6 - 0. 003 0
60 h 0. 037 8 - 0. 002 4
图 2 950 ℃氧化皮厚与时间的关系曲线 图 3 850 ℃氧化增重与时间关系曲线
洗, 用游标卡尺测出其表面积, 放入已烘烧至恒 重的石英坩埚中, 在 100 ℃烘箱中干燥 1 h, 然 后用 0. 1 m g 的分析天平称重, 在 箱式炉中进 行氧化实验。在加热过程中, 打开炉门上的小 窗, 以保证有充分的氧气。到规定时间后冷却。
本实验采用称重法和测氧化皮厚度法来衡
量抗氧化性。公式分别为
第 19 卷 第 3 期 第 4 页 总第 73 期 2002 年
河 北 工 业 科 技 HEBEI JOU R N AL O F I ND U ST RI AL
SCI EN CE & T ECHN O L OG Y
文章编号: 1008-1534( 2002) 03-0004-03
V ol. 19 N o . 3 P. 4 Sum 73 2002
材 料 SiM o 4-2-2
参 数
增重/
( mg·m m- 2)
氧化皮 厚/ mm 增重/
( mg·m m- 2)
氧化皮 厚/ mm
30 0. 175 5 0. 640 0
- 0. 005 7
0. 230 0
时间 t / h
60
90
120
0. 493 1 0. 932 8 1. 440 6
1. 100 1. 630 0 1. 890
奥氏体中, 氧化作用首先将表面的基体和石墨
氧化, 形成一层氧化皮。然后氧化继续扩散, 将
奥氏体中的溶解碳氧化, 未溶的石墨及周围将 形成 FeO, 这样, 随着氧化的进行, 内部的碳浓 度比外部高, 碳分就要扩散, 使得碳分低的区域 变大, 空冷时表面层碳的氧化比较完全, 低碳的 奥氏体转变为铁素体, 靠近铁素体区由于碳浓 度高, 形成 F + P 组织, 如图 6 所示。 2. 3 抗热疲劳实验结果
Virt ual Inst rum ent s T echnique and it s Applicat ion t o H ydraulic Syst em s
N ING Chen-x iao, ZHANG Xu-she
( Colleg e o f M echanical and Elect ro nic Engineer ing , Hebei U niver sity o f Science and T echnolog y , Shijiazhuang Hebei 050054, China)
1 材料和实验程序
1. 1 实验用材料 本实验共用了 3 种材料, 其成分及原始组
织见表 1。这 3 种材料是在中频电炉中熔炼, 并 经球化处理, 且都是在砂型中浇注得到的。 1. 2 氧化实验
氧化实验选用了 4-2-2 球铁、SiM o 球铁,
收稿日期: 2002-01-18 责任编辑: 卞铜身 作者简介: 李荣菊( 1965-) , 女, 河北赵县人, 讲师。