抗磨白口铸铁的合金化和变质处理的研究

白口铸铁是一种重要的抵抗磨损的金属材料。其抗磨性决定于硬度,强度和韧性的综合性能指标因而与其组织组成物的结构,显微硬度,相对数量,分布及内聚强度都有密切的关系。铸态组织就是高显微硬度的碳化物孤立地分布在马氏体基体时较为理想,而合金化和变质处理的正确选用是最经济合理地获得理想组织的关键。 从我国资源出发,锰合金化是有前途的但为扬长避短,锰含量不宜过高,而为获得铸态马氏体组织应辅加铜、铬、钼、硼等多种合金元素。硼的加入可以提高锰白口铸铁的淬透性,碳化物的显微硬度和整体硬度。合适的硼加入量既可得到上述效果而又不降低韧性。硼在镍铬白口铸铁中也可以提高碳化物的显微硬度。硼的加入使白口铸铁中碳化物的数量增多。 采用包内变质处理的方法而不用高合金化的方法改变碳化物的分布,经济合理而且简便可行。稀土变质处理能使碳化物成为紧实的板块状而不是成为粗的网状聚合物,使韧性显著提高(α_k=0.8公斤-米/厘米~2)。硼的加入能使碳化物成为方块形。但如何控制工艺参数保证获得应有的变质效应的试验研究工作还需继续。     

铬系白口铸铁的磨损与断裂特性

将铬系白口铸铁的共晶碳化物量保持在20%到25%,改变铬碳比,考察这些材料的磨料磨损性和断裂韧性.发现碳化物是抵抗磨损的重要参量,在碳化物对基体能够提供保护时,基体状态才起显著作用,从而影响材料整体的抗磨性;铬碳比的提高,有利于增加抗磨材料的服役寿命.     

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.     

含锰高铬铸铁的韧性与抗磨性能的关系

本文通过变质处理及热处理等试验方法,获得一系列硬度相同而韧性各异的高铬锰白口抗磨铸铁材质,经耐磨试验及回归分析,得出在本实验条件下,抗磨材料的抗磨性能随材料的韧性提高而呈直线上升趋势,并满足如下方程式:β(材料抗磨性)=0.58+0.21d_k(材料的冲击韧性值)     

S.D.球化剂对铸态锰白口铸铁碳化物团球化作用的研究(一)

团球状碳化物是白口铸铁组织中较好的碳化物形态，而铸态团球化处理工艺是最简便的处理 工艺。本文讨论了一种新型球化剂──Ｓ．Ｄ．球化剂对低碳中锰白口铸铁碳化物团球化处理的作用。 通过对显微组织的观察以及通过Ｘ光衍射对基体奥氏体含量的测定表明，当Ｓ．Ｄ．球化剂加入量为 ４％时，碳化物团球化效果最好；而合金锰含量为８．５－９．５ ％即可获得单相的奥氏体基体组织。此 时，合金材料既抗磨又富有韧性，ａＫ值达６．６１ｋｇ－ｍ／ｃｍ２．     

高铬铸铁在不同工作条件下磨料磨损耐磨性的研究

对含铬１５％、２０％、２８％,含碳２％～４％,含硼和不含硼,不同的热处理工艺,共计７２种成分状态的高铬系铸铁进行了低应力和冲击条件下的磨料磨损试验;测定了其宏观硬度,显微组织和碳化物数量;对宏观硬度、碳化物数量与耐磨性进行了相关分析。结果表明：磨损条件不同,磨损机理不同,其耐磨性的影响因素也不同,低应力磨料磨损的耐磨性与碳化物数量明显相关,冲击磨损的耐磨性与宏观硬度明显相关。此结论对根据不同工作条件合理选用高铬铸铁的成分和热处理工艺有指导意义。     

高铬铸铁在不同工作条件下磨料磨损耐磨性的研究

本文对含铬１５％、２０％、２８％，含碳２％～４％，含硼和不含硼，不同的热处理工艺，共计７２种成分状态的高铬系铸铁进行了低应力和冲击条件下的磨料磨损试验；测定了其宏观硬度，显微组织和碳化物数量；对宏观硬度、碳化物数量与耐磨性进行了相关分析。结果表明：磨损条件不同，磨损机理不同，其耐磨性的影响因素也不同，低应力磨料磨损的耐磨性与碳化物数量明显相关，冲击磨损的耐磨性与宏观硬度明显相关。此结论对根据不同工作条件合理选用高铬铸铁的成分和热处理工艺有指导意义．     

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。     

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。     

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。     

稀土合金白口铸铁在石材锯切砂上的应用

本文在分析进口锯石机工作原理和工况条件的基础上,根据磨料磨损机理,提出了适于进口锯石机的新型石材锯切砂的选材依据;研制了一种显微组织均匀、硬度同(HRC≥60)和耐磨性好的新型铸铁石材锯切少;并利用电子探针分析磨损表面形貌,结合金相观察、宏观硬度和显微硬度的测定结果,对稀土合金白口铸铁石材锯切砂的组织形成规律和使用性能作了理论分析,石材厂实际使用表明:这种稀土合金白口铸铁石材锯切砂完全可以替代进口钢砂在进口锯石机上使用。     

中锰白口铸铁激冷组织及热塑性变形规律的试验研究

【摘要】在激冷条件下探讨了锰白口铸铁成份与组织的关系，确定了合适的成分范围，研究了锰白口铸铁的热塑性变形能力，并测定了温度与临界变形率的关系曲线。此外，对该材质的铸态和塑变态的抗磨性以及冲击性能做了对比试验。结果表明，中锰多元白口铸铁具有较宽的变形温度区间，在８５０℃变形量已超过５５％，显示出良好的热塑性变形能力，经高温塑性变形，碳化物成孤立块状分布在基体中，从而使冲击韧性得到改善，塑性变形后仍具有良好的抗磨性     

热处理工艺对高铬铸铁组织与性能的影响

高铬铸铁被认为是抗磨性能最好的且具有较好韧性的材料,因此在国外这种铸铁的应用十分广泛.铬能改变共晶碳化物的类型,改善碳化物形态,增加硬度,使铸铁韧性及耐磨性提高.为使高铬铸铁具有优越的性能,设计制订了合理的热处理工艺,并试验研究热处理工艺与成分、冷却速度与组织、硬度和冲击韧性之间的关系,在理论上给予一定的分析.     

悬浮铸造对高铬白口铸铁组织和性能的影响

研究采用 6 6 %Cr-Fe合金作为悬浮剂 ,通过大量的实验 ,研究了悬浮铸造对高铬白口铸铁显微组织和力学性能的影响。研究结果表明 ,适量的加入悬浮剂 ,可以明显的改变高铬白口铸铁的组织 ,使原来连续网状的碳化物变为细小均匀的粒状碳化物 ,冲击韧性提高约 2 0 % - 30 % ,抗磨性能提高 2 0 %。     

中锰白口铸铁热塑性变形规律的探讨

为开发磨球成形新工艺——水平连铸白口铸铁棒材斜轧成球的工艺。采用高温压缩、高温扭转试验方法，研究了中锰白口铸铁的高温塑性变形能力，测定了温度与极限变形率，温度与变形抗力的关系曲线。对塑性变形后的组织进行了分析。结果表明：中锰白口铸铁在８５０～１０００℃具有良好的塑性变形能力，热塑性变形后碳化物成断网状和孤立块状，从而可使中锰白口铸铁的韧性提高     

稀土锰铜铬钼白口铸铁材料研制及其在分级机衬铁上的应用

本成果是将北京钢院研究成功的稀土锰铜铬钼白口铁在合金成份上稍加调整,在峨口铁矿用于制造洗选分离高硬度铁矿石矿浆的2.4×14.05m沉没式双螺旋分级机衬铁。这在国内是创举。 新型抗磨白口铁是根据综合使用几种合金元素可以最为经济有效地提高钢铁淬透性,获得马氏体组织的原理,采用锰为主加元素并辅加少量铬铜钼,既立足于国内资源,又有充分市场供应,而且材料成本低。另外推广应用我国富有的稀土进行白口铸铁的变质处理,改变其组织中碳化物形貌,使白口铁具有更高的韧性,方法简便,效果显著。铸铁的各项性能指标在低温应力解除退火后,即可以达到国外镍硬白口铸铁的水     

低合金白口铸铁的稀土变质机理及新工艺

本研究首先实验肯定了抗磨低合金白口铸铁可以通过稀土变质处理使M_3C型碳化物成为板块状及断开分布,从而明显地提高了它们的韧性及抗磨性。 稀土变质剂在白口铸铁结晶过程中的作用经试验确认为:(1)形成硫氧化物有利于初生奥氏体在熔体中各处形核,及在固液界面富集造成成份过冷区使奥氏体枝晶轴次发达。两昔均有利于将共晶碳化物隔断;(2)促使共晶转变温度降低,则有利于离异共晶的增长,而扩大共晶转变温度范围;则有利于共晶结晶的体积形核;最后稀土在增长的共晶碳化物上选择吸附则对获得板块状碳化物有利。 以上述的稀土变质机理假说为依据,试验开发了采用综合孕育剂及综合变质剂的两步变质处理的新工艺,在采用较少的稀土变质剂用量时,仍可获得较高韧性的白口铸铁。     

锰灰铸铁减磨性能的研究

灰铸铁中含锰量大于硅后,即能获得100％细片状珠光体,A型加D、E型石墨和一定数量的马氏体加碳化物硬化相,得到减磨铸铁所要求的金相组织。用MS-3型往复式磨损试验机,研究灰铸铁自磨时的耐磨性,在同一磨损规范下与HT20-40灰铸铁、高磷铸铁、硼铸铁及钒钛铸铁的相对耐磨性作了比较。在生产条件下,用锰灰铸铁和HT25-47灰铸铁浇注了要求耐磨的机床铸件。锰灰铸铁的相对耐磨性比HT25-47灰铸铁平均提高2.5倍。实物磨损试验的结果基本上与试样磨损结果相吻合,初步确定了锰灰铸铁作为减磨铸铁材质所应有的地位,对磨损机理也进行了初步探讨。     

我国抗磨铸铁研究的进展

本文综述了近年来我国抗磨铸铁的发展,并着重概述铬系、锰系、钨系、硼系、钒系和铌系白口铸铁研究应用方面的情况。