关于活塞环材质的无石墨空白带.pdf

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1、邱复兴：关于活塞环材质的无石墨空白带本—，c—，c—父—父—父—x—铂《T艺技术$叫r—jf—jf—)F—jf—jf—of—妒关于活塞环材质的无石墨空白带ResearchofPistonRingMaterialNoGraphiteBlankBelt邱复兴(湖南正圆动力配件有限公司)[摘要]应用缺陷生长，成分过冷，晶核的脱落与增殖等概念，提出D型石墨和E型石墨的形成在于奥氏体晶核领先析出，而奥氏体枝晶的特征决定了石墨的类型是D型还是E型，决定了无石墨空白带的形状和大小，它是低强度相，影响到环材质的断裂，尤其F14材质必需

2、对其进行研究，文中对无石墨空白带的影响因素及其对策进行了讨论，供有关专家研讨。[关键词]E型石墨D型石墨无石墨空白带奥氏体枝晶D型石墨和E型石墨常被称为“枝晶间的”、“共晶”或“过冷”石墨。它们是薄壁铸件和低碳铸件中常见的石墨类型之一。其中的E型石墨由于它伴生的巢状铁素体的不良影响，在活塞环及缸套中都对E型石墨规定了一个极限含量．例如在低合金灰铸铁活塞环的E型石墨不能超过视场面积10％，随着科技的发展，人们发现D型E型石墨铸铁有着较高的机械性能，也有了抑制伴生巢状铁素体的方法，D型E型石墨铸铁的高强度高弹性模量的优越性

3、就显示出来了。柯茨公司以D型石墨为主的G2材质，以E型石墨为主的F14材质就说明了这点。1D型石墨和E型石墨的特征与无石墨空白带JB2264—78指出了D型石墨和E型石墨的基本特征：D型石墨为点片状枝晶间石墨，呈无向分布：E型石墨则为短小片状枝晶石墨呈方向性分布．即E型石墨与D型石墨相比是带方向性而且大些。这一区别在金相显微镜下低倍放大时有时不易区分。此时比石墨本身更能区分D型还是E型的特征是：奥氏体枝晶痕迹不明显的为D型石墨(金相试样没有腐蚀)：奥氏体枝晶痕迹明显的是E型石墨。在扫描电镜下，D型石墨和E型石墨的区分最

4、为明显。同时可以清楚的看到，D型石墨、E型石墨仍然是片状石墨，不过石墨细小，分枝频繁，其中E型石墨带方向性。比D型石墨更曲析。参见图l、图2，此外D型石墨和E型石墨还有下列特征：D型石墨尤其是E型石墨常伴生着巢状铁素体。它们具有明显的奥氏体树枝状结晶痕迹，铁素体随着Si／C值的增加而进一步产生固溶强化，使抗拉强度上升，但脆性也有所增加。E型石墨铸铁的宏观断口特征：颜色浅，常呈瓦灰色，断口细，在灯光照射下反光程度很差，断口容易出现脆性条纹(在断口尖角处出现灰白色粗细较均匀的短线条纹)，即在金相显微镜下看到的无石墨空白带．

5、打断时有脆性条纹的容易断裂。D型石墨铸铁与E型石墨铸铁宏观断口比较：从色泽看D型的稍深一点，呈瓦灰色，E型的要浅些：从粗细看：E型的比D型的还要稍细一点；从反光程度看D型的反光程度相当差，E型的可以说谈不上有反光程度：从脆性条纹即无石墨空白带看：E型的大都出现或长或短。或多或少的脆性条纹，加工余量上可能出现白口；D型的则脆性条纹和加工余量边角处白口明显要比E型的少。图1过冷石墨f倾斜45。)D型×100016内燃机与配件2013年第1l期H2j王冷亡睾E型_1000圆弧，即石墨末端较圆钝，有些像蠕墨铸铁的蠕虫状石墨，F

6、14及G2均有高的合金，较低的含碳量、基体+分微密，由于石墨细小、末端较圆钝，基体微密，造成F14、G2的机械性能高。在单体铸造活塞环生产中(大环除外)。凡是低碳含量(均<3．5％的)，都有出现无石墨空白带的机会，在这些铸铁牌号中：GOEl3、合成铸铁、G3、G2、F14是最容易出现无石墨空白带的铸铁．其出现机率远大于其它牌号，参见图3、图4～，【j3bZ图3GOEl3、合成铸铁、G3、G2的无石墨空白带×100从图3、图4可见，以E型石墨为主的F14的无石墨空白带不但长，数量也多，在生产中的宏观断口就看出来，F14的

7、脆性条纹出现机率大得多，脆性条纹长而量多，由于无石墨空白带长而量多时容易使环在加工中断裂，对无石墨空白带必需加以控制，对F14尤应注意，、图4F14的无石墨空曰币×2002D型石墨、E型石墨和奥氏体枝晶形成机理探讨在F型石墨铸铁或F型+A型石墨铸铁金相试样浅腐蚀时。可以清楚看到F型石墨和A型石墨位于共晶团的里面，不与共晶团边界相交，从而可以认为F型石墨和A型石墨在高碳当量铁水中领先析出，D型石墨和E型石墨却不同。特别从E型石墨的扫描镜观察，可以看出其形成很大程度上受到领先析出相一奥氏体枝晶的影响。亚共晶成分D型和E型石

8、墨铸铁的铁水在凝固中，奥氏体会先析出。过共晶成分的铁水在凝固中，具备一定条件。也会形成奥氏体领先析出，然后根据不同的奥氏体枝晶形成E型石墨或D型石墨。从相的析出倾向(即热力学观点)分析，由于高碳相石墨的形成要一定程度碳原子的聚集。而铁的“游动的原子集团”却广泛地存在于铁水中，所以在较快的冷却速度下．即碳原子来不及集聚的情况下，奥氏