高硬度高铬复合铸铁轧辊的研制

采用先进的三次浇注二次复合的轧辊生产工艺,解决了高铬复合铸铁轧辊结合层及芯部强度低的技术难题;采用先进的成分设计,对外层材质及中间层材质进行有效的变质处理,材料的强度、韧性及耐磨性得到提高;对轧辊进行高温淬火和二次回火热处理,成功地获得了高的辊身硬度及低的残余奥氏体含量。

高铬复合铸铁轧辊在济钢中板厂三辊轧机的应用

分析了铬钼冷硬球墨复合铸铁大辊在三辊轧机使用过程中存在的问题及其原因,提出用高铬复合铸铁轧辊进行替代的方案,通过过程跟踪、对比分析高铬复合铸铁轧辊在三辊轧机上的使用情况,得出其各种性能表现突出的结论,表明它成功替代了铬钼冷硬球墨复合铸铁轧辊在三辊轧机上的使用。

中板轧机高铬复合铸铁轧辊使用分析

简单论述了中板四辊轧机工作辊的材质选择原则及影响因素 ,对邯钢中板厂使用的高铬复合铸铁轧辊存在的问题及原因进行了分析 ,并提出了改进措施。

高铬复合铸铁在焊管轧辊中的应用

在焊管机组中，矫直辊、成型辊、焊接挤压辊通常使用的材料为４５＃钢，Ｃｒ１２、３Ｃｒ２Ｗ８Ｖ等，由于这些材料的硬度和韧性不太理想，所以，磨损比较严重，更换频繁，提高了生产成本，降低了生产率。为此，试验研制出了高铬复合铸铁轧辊。该材料轧辊经热处理后硬度为ＨＲＣ５０～５５，冲击韧性为７．８～１７Ｊ／ｃｍ２，具有很好的耐磨性。在φ７６焊管机组上的应用表明，该轧辊能完全满足生产要求，有较高的推广和实用价值。

WC颗粒增强高铬铸铁基表面复合材料喷射口衬板的研制

采用负压铸渗法成功制备出WC颗粒增强高铬铸铁基表面复合材料喷射口衬板。考察了复合材料的三体磨料磨损性能及实际工况服役效果。结果表明 :颗粒的体积分数可达 5 2 % ,界面致密 ,组织中无夹渣、裂纹等缺陷。复合材料的耐三体磨料磨损性能是高铬铸铁的 5 .1倍 ,衬板的使用寿命是原来的 3.

高铬铸铁复合锤头的铸造与热处理研究应用

破碎机锤头和锤柄分别采用高铬铸铁和碳钢两种不同材质。对复合锤头的不同生产工艺进行了对比分析,在此基础上,提出了不同材质的锤头(高铬铸铁)和锤柄(结构钢)的两种生产工艺,即用电炉熔炼两种材质,液-固、液-液复合,砂型或消失模铸造,通过热处理进一步提高性能。生产实践表明,此工艺可以稳定生产出头、柄结合牢固、成品率高、耐磨性好的破碎机双金属复合锤头。

离心复合高铬铸铁轧辊的热处理

一重集团公司研制的Cr15NiMo离心复合高铬铸铁轧辊,经正火加回火处理,改善了内外层材料的组织和性能;消除了铸态铁素体;残余奥氏体量被降低到了理想的程度;残余应力得到有效地降低。从而在轧制过程中表现出良好的使用性能,毫米轧钢量为8000t左右,达到当前国外同类辊的水平,开创了老式轧机使用高铬铸铁轧辊的先例。

粉末冶金制备工艺对TiC增强高铬铸铁基复合材料性能的影响

采用高能球磨和真空烧结的方法制备TiC增强高铬铸铁(HCCI)基复合材料。利用SEM,DSC等方法对不同球磨时间的粉末进行分析,研究不同烧结温度对高铬铸铁基复合材料的显微组织、硬度及密度的影响,比较相同工艺下复合材料与高铬铸铁材料的耐磨性。结果表明:球磨12 h后的粉末颗粒大小趋于稳定,粉末活性提高,烧结性能改善,烧结试样中TiC均匀地分布在基体中。随着烧结温度的升高,复合材料内部晶粒逐渐长大,密度和硬度逐渐提高。在1280℃超固相线液相烧结的条件下烧结2 h后,致密度达94.17%,硬度和抗弯强度分别为49.2HRC和980 MPa。在销盘磨损实验中复合材料的耐磨性为单一高铬铸铁材料的1.52倍,磨损机制为磨粒磨损+轻微氧化磨损。

中速磨磨辊新材料锰钼复合高铬铸铁的研究

磨辊和磨垫是中速磨煤机的关键部件,目前国内主要采用铸铁制造。近年来,国内外对高铬铸铁进行了研究,并成功应用于中速磨锤式破碎机和冲击式破碎机的耐磨零件。在提高材料硬度同时,材料的脆性基本不变,在使用中,当材料受到冲击破碎时,不会产生裂纹和断裂。磨辊结构相对简单,但对尺寸精度和表面粗糙度要求较高。为此,采用了分体式木砂箱造型。为了保证木纹的准确性,木纹和芯盒都是分体木纹,开口侧用定位销连接。复合材料将取代如今使用的磨辊和衬板,是耐磨材料工程的技术进步,符合国家对材料工程的战略要求。

TiC-TiWC_(2)增强高铬铸铁基复合材料的组织与磨损性能研究

高铬铸铁因优良的韧性和耐磨性,被广泛应用于各种工程领域。然而,在高负荷和极端磨损条件下,高铬铸铁的表面会出现凹坑、裂纹及断裂等失效现象,无法满足工况需求。硬质金属碳化物因具有较高的硬度,能够有效抵抗多种形式的磨料磨损,因此常被添加至金属基体中,以提升基体的硬度与耐磨性能。通过引入W、Ti、C的混合金属碳化物体系,采用粉末冶金与铸造相结合的方法制备了TiC-TiWC_(2)增强的高铬铸铁基复合材料。利用SEM、XRD、EDS法对复合材料的微观组织和物相进行分析,通过维氏硬度计测试复合材料的显微硬度,利用三体磨损试验机比较了复合材料与传统高铬铸铁材料在相同工艺条件下的耐磨性能。结果表明,在原位反应过程中,复合材料内部形成了TiC-TiWC_(2)增强相,该增强相以核壳结构的方式生长。复合区域的平均硬度值可达到1300 HV左右,几乎是基体区域硬度的2倍。在三体磨损实验中,传统高铬铸铁材料中的M_(7)C_(3)型碳化物发生脆性断裂和疲劳剥落,因而磨损表面多呈现连续的划痕和面积较大的凹坑,而复合材料的磨损表面相对平整,仅部分基体区域表现出短而浅的划痕和犁沟,磨损截面整体连续且无明显纵向裂纹。通过对比分析发现,复合材料的耐磨性能相比高铬铸铁基体提升了2倍以上,表明TiC-TiWC_(2)增强相显著提高了高铬铸铁的硬度和耐磨性。

铸铁专利信息

专利申请号:94110760 公开号:1117529 专利名称:贝氏体合金抗磨铸铁、衬板和生产工艺及设备 申请人:孔繁印 申请人地址:(272000)山东省兖州市建设东路5号市科学技术协会 本发明涉及的是一种抗磨铸球、衬板和生产工艺及设备。该铸球、衬板的成分(w B/％)为:2.2～3.7 C,0.6～1.9 Si,0.5～1.7 Mn,0.8～2.4多元合金,<0.2 S,<0.2 P,其余为Fe。该铸球、衬板在浇注前用稀土合金进行变质处理,使石墨成弥散状。该铸球浇注后进行等温淬火处理及回火处理,将基体组织变成为贝氏体加多元碳化物,使该基体有较高的硬度和良好的抗磨性及抗疲劳冲击性能,特别是采用垂直分型的金属型浇注,使热处理可以利用铸件的铸造热量完成,它可以大大地节约能源。

碳化钨-高铬铸铁表面复合材料的研究现状

阐述了碳化钨-高铬铸铁表面复合材料的研究现状,分析了影响复合层质量的关键因素,并提出了碳化钨-高铬铸铁表面复合材料今后的发展方向。

原位合成(Ti,W)C增强高铬铸铁复合材料的形成过程及三体磨损性能

通过原位生成法与铸造法相结合制备(Ti,W)C颗粒增强高铬铸铁复合材料,采用XRD、EDS、SEM等检测方法研究复合材料的反应过程、组织结构及抗三体磨损性能。研究结果表明:增强相(Ti,W)C的反应过程存在反应-融化-析出机制以及反应-固溶机制。(Ti,W)C颗粒与基体的界面为冶金结合。复合材料的抗磨损性能是其基体高铬铸铁的1.4倍,磨损机制为磨粒磨损-粘着磨损。

镶铸304不锈钢对高铬铸铁组织和力学性能的影响

采用镶铸法制备了添加不锈钢丝和钢条的不锈钢-高铬铸铁复合材料,并通过控制钢丝的直径及钢条的宽度来控制不锈钢在试样中的体积分数。通过金相显微镜、电子探针、扫描电镜对镶铸了不锈钢钢丝和钢条的复合材料的组织形貌、元素分布及断口形貌进行了研究,通过冲击试验、硬度试验对复合材料的力学性能进行了研究。结果表明：镶嵌不锈钢能抑制界面附近初生碳化物的长大;界面两侧各元素相互扩散,碳化物在不锈钢侧析出,奥氏体向高铬铸铁侧生长,形成良好的冶金结合;随着不锈钢体积分数的增加,复合试样的冲击韧度不断提高;亚临界热处理会改变复合材料进行力学性能,525℃保温4 h亚临界热处理可以使高铬铸铁硬度提高4 HRC左右,但冲击韧性最高下降约21%。

原位(W&Ti)C复相颗粒对高铬铸铁磨损行为的影响规律

采用原位法制备出(W&Ti)C复相颗粒增强高铬铸铁基复合材料,研究了增强颗粒对材料显微组织和磨损行为的影响规律。结果表明:与高铬铸铁相比,复合材料显微组织中WC和TiC颗粒的存在使其洛氏硬度(HRC)从55提高到70。在磨损过程中,高铬铸铁靠近磨损表面的M7C3型碳化物在磨料的反复作用下会产生裂纹并向基体内部扩展。破碎的碳化物更容易脱落,无法抵抗磨料对材料表面的犁削作用,从而加速材料的磨损。复合材料中相对较软的基体相在磨损时会逐渐被去除,磨损表面会暴露出大量WC和TiC颗粒。表面凸起的增强颗粒会承受来自磨料的主要破坏作用,进而有效地保护周边的基体材料。对比发现,在相同磨损条件下复合材料的磨损性能提高了1倍以上。

关于耐磨性及耐磨材料几点误解探讨

就当前人们关于耐磨性及耐磨材料认识方面存在的几个问题 。

ZTA_p/HCCI复合材料凝固过程中的温度场和热应力的数值模拟

基于有限元分析软件,模拟了在铸造过程中ZTA(Zr O2增韧Al2O3)陶瓷颗粒增强高铬铸铁基(HCCI)复合材料的温度场和热应力。在凝固初期分别以均匀初始温度和非均匀初始温度研究了铸件凝固过程的温度场。充型结束后,当把凝固的初始温度当作不稳定温度场时,更接近实际条件。在研究铸件的温度场过程中,考虑了不同蜂窝形状预制体对温度场的影响。应用了热弹塑性力学模型精确地描述了铸件热应力分布。分别研究了含有不同结构预制体的铸件的热应力,结果表明:热应力会随着预制体孔的边数的增加而逐渐减小。最后预测了热裂纹缺陷,优化了落砂工艺参数。模拟结果和实验结果高度吻合。

铸造烧结法制备TiC颗粒增强铁基复合材料的磨损性能

通过铸造烧结法制备TiC颗粒增强高铬铸铁基复合材料,采用EDS、SEM等检测手段研究增强颗粒对材料显微组织和磨损行为的影响规律。结果表明,与高铬铸铁相比,复合材料中由于TiC颗粒的存在使其洛氏硬度(HRC)从49提高到了60。在磨损过程中,高铬铸铁表面的M7C3型碳化物在磨粒的反复作用下出现了明显的裂纹,并逐渐向基体内扩展。破碎后的碳化物容易脱落,不能有效阻止磨粒在材料表面的犁削作用,加剧了材料的磨损。而在复合材料中,随着较软的基体相优先被磨料削除,会裸露出大量的TiC颗粒。这些表面凸起的TiC颗粒承担磨粒的主要破坏作用,从而有效保护基体材料。对比发现,在相同的磨损条件下,复合材料的耐磨性与高铬铸铁相比提高了1.95倍。