改善高铬铸铁力学性能的研究方法

综述了高铬铸铁的基体组织和碳化物,介绍了近年来国内外研究学者最常用的提高高铬铸铁力学性能的方法:热处理和合金化。发现高铬铸铁的高磨损性能及其他力学性能主要取决于共晶碳化物的数量、类型及基体组织。可通过热处理、合金化等方法,在高铬铸铁凝固过程中改变高铬铸铁的基体结构、改善碳化物的形貌、控制碳化物的生长等方面对高铬铸铁的性能进行优化。最后,对未来的研究方向提出了展望。

Fe-Cr-B白口铸铁的组织与性能研究

白口铸铁是一种不可替代的传统耐磨钢铁材料,在组织上以共晶碳化物为耐磨相,虽然硬度较高,但韧性偏低,限制了其寿命及应用工况。本文研究一类以硼化物为耐磨相的Fe-Cr-B新型白口铸铁,旨在获得优良的综合性能,来发展传统白口铸铁。该类白口铸铁在成分上具有低碳、高铬、高硼的特点;铸态条件下,基体为大部分板条状马氏体,耐磨相为比共晶碳化物显微硬度更高的共晶硼化物M2B;具有良好的淬透性,可像镍硬铸铁一样不经过热处理直接应用,且具有良好的综合性能。

钒添加量对冷硬铸铁组织及耐磨性的影响

采用金属型铸造制备了添加不同质量分数(0~2.0%)钒的冷硬铸铁,研究了钒含量对冷硬铸铁显微组织以及抗冲击磨粒磨损和摩擦磨损性能的影响。结果表明:随着钒质量分数的增加,冷硬铸铁的显微组织发生细化,碳化物分布更加均匀,碳化物由网状变为长条状,但当钒质量分数高于1.2%时碳化物长大聚集;随钒质量分数增加,冲击磨粒磨损试验后冷硬铸铁的磨损质量损失先下降后略微升高,当钒质量分数为1.2%时,抗冲击磨粒磨损性能最佳;添加质量分数0,1.2%钒的冷硬铸铁在1 J冲击功下的冲击磨粒磨损机理分别以微观切削和塑性疲劳为主;钒的添加降低了冷硬铸铁与45钢对磨时的摩擦因数,提高了冷硬铸铁的摩擦磨损性能;添加质量分数0,1.2%钒的冷硬铸铁在6.9 N载荷下的摩擦磨损机理分别为微观切削和疲劳磨损,9.8 N载荷下为磨粒磨损和疲劳磨损。

锰对高铬铸铁凝固组织和亚临界硬化行为的影响

采用电子探针、X射线衍射、磁性法和硬度测量等方法研究了两种不同含锰量高铬铸铁的凝固组织和在亚临界处理过程中的硬化行为。结果表明 ,含锰量分别为 2 6 8%和 1 98%的两种高铬铸铁的凝固组织都由奥氏体、马氏体和M7C3型碳化物组成。二者的共晶碳化物数量相当 ,前者和后者的奥氏体和马氏体含量分别为6 6 2 %、1 3%和 1 1 8%、6 8 2 %。在亚临界处理中 ,高铬铸铁出现二次硬化 ,且前者的二次硬化更明显。

白口铁热变形时碳化物破碎行为的研究

本文通过对不同变形量的白口铁中碳化物形貌的扫描电镜观察及定量金相研究，结合变形力学和热力学原理揭示了白口铁热变形过程中碳化物的破碎行为。所得结果对改善白口铁脆性扩大其应用具有重要的指导意义。

HPLC-ICP-MS联用技术应用于海产品中铬形态的分析

铬的工业用途很广，主要有金属加工、电镀、制革行业，这些行业排放的废水中的铬在水生生物体内富集，对海产品的质量带来巨大影响，损害人们的健康。环境中主要存在两种铬的形态，维持人体生命的必须元素Cr（Ⅲ）和具有高毒、强致癌性的Cr（Ⅵ）。因此，仅测定海产品中铬的总量已不能满足人们的需要，测定铬的形态十分有必要。

金属摩擦副干滑动摩擦噪声机理研究

以销盘磨损试验机配合振动加速度传感器和精密声级计为试验设备,研究了TiNi合金/GCr15轴承钢摩擦副干滑动摩擦噪声的特点和产生机理。结果表明由于磨损造成摩擦表面形貌恶化,使摩擦力值增大,且波动剧烈,急剧变化的摩擦力对摩擦系统不断输入能量,引起系统产生自激振动,向环境中辐射噪声。TiNi合金的耐磨性能优于淬火45#钢,所以在相同的试验条件下,TiNi合金/GCr15钢配副的滑动摩擦噪声比淬火45#钢/GCr15钢配副的低,尤其在载荷较大时,TiNi合金可以降低摩擦噪声3～5dB。

白口铸铁塑性加工及微观机理分析

叙述了白口铸铁锻造工艺特点，以及锻造比对白口铸铁组织和力学性能的影响。指出莱氏体钢铁材料组织中的共晶网状碳化物可以产生塑性变形，而且仍以位错的运动、交割，进而形成亚结构为其变形机制。

深冷处理对钼钒高铬白口铸铁显微组织和硬化行为的影响

采用X射线衍射、磁性和硬度测量等方法研究了深冷处理对高铬白口铸铁显微组织和硬化行为的影响.结果表明,经去稳加空冷和去稳加深冷两种工艺处理后的高铬铸铁显微组织均由奥氏体、马氏体和共晶碳化物组成.在去稳加空冷处理中,随着加热温度(900℃～1150℃)的升高,高铬铸铁的硬度先升高并在1000℃时达到最高值,然后开始下降;在去稳加深冷处理中,高铬铸铁的硬度有相似的变化规律,但其硬度明显高于未经深冷处理的高铬铸铁.深冷处理使高铬铸铁中的残留奥氏体含量大大下降,因此显著提高了高铬铸铁的硬度,但当硬度达到最高时其组织中仍残留少量奥氏体.

24Cr高铬铸铁三体腐蚀磨损过程中腐蚀与磨损的交互作用

本文研究了24Cr高铬铸铁在弱酸性介质条件下，三体腐蚀磨损过程中腐蚀与磨损的交互作用，初步建立了解析模型。探讨了基体组织，含碳量与稀土元素在腐蚀与磨损交互作用过程中的作用。

半固态挤压形成高铬铸铁梯度组织材料

通过挤压具有等轴状初晶组织的半固态高铬铸铁,样品的液相在应力作用下被挤向表面,凝固后形成了共晶组织沿径向由内向外呈现出体积分数逐步增加的梯度组织,实验表明挤压温度对挤压后共晶组织分布有明显的影响.

Fe－C合金高温保温过程中碳化物表面形貌连续变化的研究

研究了白口铸铁高温保温过程中同一共晶碳化物颗粒的形貌变化过程，结果表明，在保温过程中，共晶碳化物表面会形成一些小的孔洞，继续保温时，这些孔洞（包括原有的孔洞）会进一步扩展、连接，最终使碳化物分割并进而发生粒状化。理论分析与实验结果证明，与单纯由表面自由能的降低所引起的形貌变化不同，由碳化物的体积分数减少所必然导致的碳化物表面形貌的变化，不取决于碳化物表面的曲率状况。因而只要碳化物发生明显的溶解（体积分数减少），在大的板块状碳化物上就总有可能会形成孔洞。孔洞的形成和扩展是使碳化物断网的机制之一。

高铬铸铁铝矿浆泵泵壳腐蚀磨损失效分析

用扫描电镜等方法对高铬铸铁铝矿浆泵泵壳进行了腐蚀磨损失效分析。结果表明 ,失效原因是强碱腐蚀与高角度冲蚀磨损的综合作用 。

高铬铸铁的冲蚀磨损性能研究

利用自制射流式气固冲蚀磨损实验机研究了耐磨材料高铬铸铁的冲蚀磨损性能。对该材料的组织和冲蚀磨损后的形貌采用扫描电镜(SEM)进行表征。分析了冲蚀角、冲蚀时间和冲蚀石英砂粒径对其冲蚀磨损性能的影响,研究了该高铬铸铁的冲蚀磨损机理。结果表明:60°冲击角作用下,冲蚀磨损最严重。随着冲蚀磨损时间的延长,冲蚀粒径的增大,高铬铸铁的磨损均加剧。

热处理对Cr20高铬铸铁组织和性能的影响

高铬白口铸铁在磨料磨损应用中具有极大的优越性。本文研究了不同热处理状态下高铬白口铸铁的性能、组织及二次硫化物的形成过程，并确定了组织与性能的相关性，对热处理工艺的选择进行了分析与讨论，为实际生产中热处理规程的制定提供了依据。

低合金白口铸铁的强韧化研究

系统研究表明低合金白口铸铁变质处理、热塑性变形与热处理 ,可使其碳化物断网、细化、分布均匀 。

热变形白口铸铁颗粒状碳化物的形成

探讨了热变形白口铸铁中颗粒状碳化物的形成，结果表明：尺寸较大的碳化物来源于铸态中棒状碳化物；尺寸较小的碳化物直接从基体中形核；尺寸介于两者之间的碳化物来自热变形诱发析出，且变形量越大则细小的颗粒状碳化物数量越多。

Cr系白口铸铁的相间腐蚀机理及其电化学行为

应用定向凝固技术制备了Ｃｒ系白口铸铁，采用萃取法制备碳化物试样，用失重法测得腐蚀速率，并通过电化学法探讨Ｃｒ系白口铸铁在腐蚀介质中的相间腐蚀机理，结果表明：（１）Ｃｒ系白口铸铁在腐蚀介质中存在严重的相间腐蚀，相间腐蚀失重率占合金总腐蚀失重率的一半以上；（２）碳化物的电化学行为不同于合金和基体，一直处于自钝化状态，Ｍ７Ｃ３型碳化物比Ｍ３Ｃ型更耐蚀、更稳定；（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，碳化物被保护，基体被加速腐蚀，提高基体的腐蚀电位，不仅可以降低相间腐蚀速率，而且能够大幅度提高 Ｃｒ系白口铸铁的耐蚀性。

硼白口铸铁的研究进展

白口铸铁的合金化主宰了其发展进程。介绍了硼合金化白口铸铁的研究状况,主要阐述了硼对以碳化物为耐磨相和以硼化物为耐磨相的白口铸铁中组织和性能的影响。硼不改变以碳化物为耐磨相的白口铸铁中碳化物的形态,但能提高碳化物硬度和基体的淬透性,对韧性没有明显改善。以硼化物为耐磨相的白口铸铁组织中含有硬的硼化物耐磨相和强韧的马氏体基体,具有良好的硬度和韧性组合,是一类非常具有前途的新型白口铸铁。

稀土对高铬白口铸铁组织和性能的影响

为了改善高铬白口铸铁的韧性，加入适量稀土合金进行变质处理。结果表明，稀土能使共晶碳化物形态及分布明显改善，并使基体组织显著细化。经热处理后，稀土高铬白口铸铁的冲击韧性值稳定在８～１５Ｊ／ｃｍ２。