现代铬系抗磨白口铸铁的应用与发展

综述了国内外现代铬系白口铸铁的应用和发展状况 ,介绍了其强韧化的主要方法 ,作者还就目前铬系白口铸铁生产及控制方面的问题提出了看法     

铬系白口铸铁二体磨粒磨损的试验研究

Ｃ２．４５～４．１％、Ｃｒ１．０～２６．５％的白口铸铁，分别用砂型和金属型铸造，并分别采用高温回火和低温回火，以得到不同种类、不同块度的碳化物和不同硬度的基体，并使之在试制的Ｎａｔｈａｎ 磨损试验机上以１０．３米／秒的速度进行磨损试验，其结论是：影响铬系白口铸铁抗磨性的主要因素是组织中碳化物的类型和块度大小，其次是化学组成，第三是基体硬度。     

低铬白口铸铁的冲蚀磨损与断裂韧性

通过稀土硅铁合金炉前孕育和热处理工艺改善碳化物形态分布及基体组织的强韧性,从而获得性能较为优越的低铬白口铸铁,对其进行断裂韧性测定和较系统的冲蚀磨损试验.结果表明:孕育处理使碳化物由连续网状分布转变为断续网状分布,同时细化了晶粒,导致断裂韧性K_(IC)的提高;并改善其冲蚀抗力;且表现为磨料越硬效果越显著,说明磨料硬度对低铬白口铸铁冲蚀抗力有显著影响:当磨料为较软的玻璃砂时,冲蚀抗力随材料基体硬度的提高而提高;当磨料为硬的碳化硅时,冲蚀抗力随断裂韧性K_(IC)的提高而提高;当材料硬度相近时,则断裂韧性越高,越耐冲蚀.文中结合冲蚀断口的扫描电镜观察及残留奥氏体转变量的X射线测定对试验结果及冲蚀机理进行了分析讨论.     

铬系白口铸铁腐蚀磨损特性的研究

本文研究了共晶碳化物数量在20—25％范围内,含铬量由2—24％,铸态及热处理态的铬系白口铸铁在不同介质条件下的腐蚀磨损特性.研究结果表明:在强酸性介质中,腐蚀是导致腐蚀磨损失重量增大的主要因素,含铬量较高的奥氏体有较好的腐蚀磨损抗力,碳化物存在没有任何益处;在弱酸性介质中,腐蚀与磨损共同对腐蚀磨损失重量起作用,提高基体含铬量,保持适当数量碳化物将有效地提高其腐蚀磨损抗力;在中性及碱性介质中,磨损是主要影响因素,提高基体硬度有助于腐蚀磨损抗力的提高.合金元素铜可降低基体腐蚀速度,促进基体钝化,且有利于腐蚀磨损抗力的改善.本文研究结果为杂质泵过流部件的选材提供了依据.     

低铬孕育白口铸铁磨球材质及其耐磨性研究

选用了三种成份的白口铸铁,模拟磨球磨损件,对其耐磨性进行了对比实验,分析了影响耐磨性的主要因素。结果表明,经过孕育处理的低铬白口铸铁耐磨性好、用其制造磨球相对成本低,有较好的推广前景。     

铬系白口铸铁相间腐蚀机理的探讨

为了探讨铬系白口铸铁在腐蚀介质中的相间腐蚀机理,对试验合金应用定向凝固技术,采用提取相表面富集法制备了碳化物试样;依据电偶腐蚀原理,建立了亚共晶铬系白口铸铁相间腐蚀原电池模型;测定了试验合金组成物偶接前、后的腐蚀速度。试验结果表明：（1）亚共晶铬系白口铸铁相间腐蚀可分为主、次相同腐蚀原电池、主相间腐蚀速度是次相间腐蚀速度的2倍左右;(2) 随铬碳比的增加,试验合金组成组的腐蚀速度均显著下降,但共晶基体的腐蚀速度仍然是初生基体腐蚀速度的2倍左右;（3）碳化物与基体两相间的腐蚀电位差是相间腐蚀的驱动力,在此腐蚀过程中,高电位的碳化物被保护,低电位的基体被加速腐蚀,提高基体的腐蚀电位,不仅可以降低相同腐蚀速度,而且可以大幅度提高铬系白口铸铁的耐蚀性。     

铬系白口铸铁中碳化物的电化学行为研究

为研究铬系白口铸铁在腐蚀介质中的相间腐蚀机理及铬系白口铸铁中碳化物的电化学行为,配制了３种典型铬系白口铸铁,应用改进了的提取相表面富集法制备了碳化物试样,测定了共晶碳化物的腐蚀速度及其电化学行为。试验结果表明：铬系白口铸铁中共晶碳化物的极化曲线既没有活化区,也没有过钝化区,一直处于自钝化状态;Ｍ７Ｃ３型碳化物比Ｍ３Ｃ型碳化物更耐蚀,更稳定。     

高铬白口铸铁抗磨粒磨损耐磨性与断裂韧性的研究

本文研究了两种基体组织状态及碳化物体积分数对高铬白口铸铁抗磨粒磨损耐磨性、断裂韧性K_(IC)、K_(Id)及亚临界裂纹扩展速率da/dN的影响。结果表明:高铬白口铸铁耐磨性与磨损系统有关;而其断裂韧性及亚临界裂纹扩展速率与基体组织状态、碳化物体积分数及其形态与分布有关。综合研究结果,从高铬白口铸铁耐磨性与断裂韧性最优化角度考虑,如果用软磨料,宜选用马氏体基体;采用硬磨料,则宜选用奥氏体基体。     

减少4%Mn高铬白口铸铁残留奥氏体提高硬度的研究

本文通过正交试验,找出4％Mn高铬白口铸铁先珠光体保温,再高温奥氏体化淬火的诸最佳工艺参数值。在此最佳热处理工艺条件下热处理,通过x射线法测得此时残留奥氏体含量仅为20％左右,硬度值也与高铬钼铸铁热处理后相当,从而达到了热处理的目的。     

低铬白口铸铁的冲击磨损耐磨性和断裂韧性

文中通过对不同基体硬度的低铬铸铁冲击磨损耐磨性和断裂韧性的研究,发现低铬铸铁的断裂韧性K_(1c)与基体硬度呈线性关系,基体硬度越高,K_(1c)越小.低铬铸铁冲击磨损形式在冲击能量不同时相异,在冲击能量为2.5J时,磨损以切削形式为主,冲击磨损耐磨性随硬度增加而增加,随断裂韧性增加而降低;冲击能量为4.5J时,磨损以塑变形式为主,冲击磨损耐磨性随硬度增加而降低,随断裂韧性增加而增加.     

含硼高铬铸铁的组织及性能

在成分为2.7%C-17%Cr-0.7%M_0的高铬铸铁中设计了含硼量变化范围为0.1～1.2%的五种白口铸铁.考察了其铸态及热处理态的组织;进行了石英砂磨料和绿碳化硅磨料的三体磨损试验及湿式橡胶轮磨损试验;测定了材料的硬度、冲击韧性和断裂韧性.试验结果表明:硼促使化合物体积分数增加,并有新的硼碳化物形成;基体组织中铸态己有马氏体析出,具有更好的淬硬性;三体磨损石英砂磨料时随含硼量增加耐磨性显著提高,对碳化硅磨料则相反;在湿式橡胶轮磨损试验中约在0.9%B 处耐磨性出现了最大值;化合物量相近时,含硼与无硼高铬铸铁的韧性相当.     

残余奥氏体对高铬白口铸铁磨料磨损特性的影响

本文通过改变高铬白口铸铁(15Cr-2Mo-1Cu)的热处理工艺,得到一系列残余奥氏体数量在0～60％范围内变化的基体组织;考察了残余奥氏体对低应力、高应力和有冲击载荷存在的动载磨料磨损特性的影响;运用X射线新方法测定了各种磨损后残余奥氏体诱发马氏体转变的数量、层深及分布梯度.研究结果表明:残余奥氏体对耐磨性的影响与磨损系统和残余奥氏体的稳定性有关.     

中铬铸铁的研制

本文研制了一种不含镍的中铬铸铁以代替镍硬Ⅳ型铸铁,并研究其成分、组织与机械性能之间的关系.研究结果表明:在中铬铸铁中可加入适量的铜、锰代替镍,以提高淬透性;但同时使残余奥氏体量增加.合适的铜量需视壁厚而定.加入适量的铝进行炉前孕育处理,细化了碳化物,导致机械性能的提高.合适的热处理工艺使中铬铸铁得到良好的综合机械性能.研制结果表明:中铬铸铁在常规机械性能及抗磨粒磨损耐磨性上己接近或迟到镍硬Ⅳ型铸铁水平,生产成本大幅度降低.但淬透性仍低于镍硬Ⅳ型铸铁.有待进一步研究与提高.     

锰白口铸铁的磨粒磨损特性研究

本工作研究了一系列锰合金白口铸铁的磨粒磨损,用湿砂橡胶轮磨粒磨损试验机进行低应力磨粒磨损试验,从合金的化学成分、硬度、渗碳体碳化物体积分量和动态断裂韧性的角度分析了锰白口铸铁的磨粒磨损特性,用扫描电镜观察分析了试样的磨损表面,探讨了磨损机理。研究结果还给出了对于耐磨锰合金自口铸铁的适宜的锰、碳、硅含量。     

不同处理态高铬白口铸铁显微组织与性能

研究了不同处理态高铬白口铸铁的组织与性能．用Ｘ射线衍射法、金相观察法与显微硬度相结合的方法鉴别材料中所含的物相．通过冲击韧性值,宏观洛氏硬度值及扫描电镜的断口分析比较了材料的使用性能．分析认为材料的综合性能主要取决于基体组织．回火态试样有较好表现．改进了现行回火制度．中温短时回火可明显改善材料的使用性能．     

Cr、Si、Mn、Cu对中低铬白口铸铁抗磨蚀性能的影响

应用湿砂铸型浇注中低铬白口铸铁试样 ,用正交试验对它们的抗腐蚀磨损性进行了研究 .分析表明 :中低铬白口铸铁有较好的抗腐蚀磨损性 ,最佳成分配比浇注出的试样的抗腐蚀磨损性为正火态 2 0钢的 5倍 ;仅考虑抗腐蚀磨损性 ,随着铬含量的增加中低铬白口铸铁的抗腐蚀磨损性升高 ;硅的含量在 2 .0 %出现一峰值 ,锰和铜的含量以不超过1.0 %为佳 .     

热处理对多元微量低铬白口铸铁机械性能与显微组织的影响

研究了淬火温度、冷却介质、回火温度对多元微量低铬白口铁机械性能和显微组织的影响．经过热处理后的碳化物呈断网和细粒状分布,力学性能HRC为54～65,αk为5．6～7．4J／cm2．结果表明,硬度值、冲击值均比铸态分别提高了12～20％、56～80％,强化效果显著．