Cr20高铬铸铁的摩擦磨损及高温抗氧化性能

以Cr20高铬铸铁作为垃圾焚烧炉排片材质,结合工况条件考察其摩擦磨损及高温抗氧化性能。利用销盘式摩擦磨损试验机研究了合金在260℃下的磨损特性,采用增重法研究了Cr20高铬铸铁在800～1000℃下的氧化动力学,并利用X射线(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)分析其恒温氧化后的微观形貌、相组成及其抗氧化机理。结果表明:Cr20高铬铸铁在0～30 h处于快速磨损阶段,磨损量大,之后趋于平缓,磨损机制由磨粒磨损逐渐转变为磨粒磨损+轻微氧化磨损,表面形成的氧化膜在一定程度上起到抗磨作用;当在900℃氧化时,合金表面形成完整的保护膜,无剥落,氧化速度低,抗氧化性能好,随温度继续升高,氧化速度加剧且氧化膜层状剥落,不抗氧化。

钨对Cr20高铬铸铁组织及性能的影响

研究了钨元素对Cr20高铬铸铁组织及性能的影响.试验结果表明,钨元素在碳化物和基体中均匀分布,钨的碳化物以WC1-x、W6C2.54、CW3形式存在.铸态组织为马氏体+奥氏体+碳化物.含钨量质量分数为1%时,硬度为56~59 HRC,冲击韧度为10~12 J/cm2,耐磨性是不含钨时的2倍,含钨量达到3%时,冲击韧度明显下降,但耐磨性是不含钨的2.3倍;含钨量为1.0%的试样经1 050℃淬火250℃回火,组织为马氏体+碳化物+少量残余奥氏体,硬度为60~61 HRC,冲击韧度为8~9 J/cm2,其耐磨性是不含钨的3.0倍.

热处理对Cr20高铬铸铁组织及性能的影响

利用光学显微镜、XRD物相分析、洛氏硬度、维氏硬度和冲击测试等试验方法,研究了Cr20高铬铸铁在500-1000℃区间内热处理下的组织及力学性能。结果表明：600℃以下热处理后组织无转变,即初生奥氏体＋莱氏体＋少量马氏体,硬度（44 HRC）与铸态相当;650-850℃以下热处理后组织转变为珠光体＋共晶碳化物,硬度略有升高,达到48 HRC;随着处理温度升高到900-1000℃,二次M_7C_3型碳化物在珠光体基体上球状化析出,共晶碳化物未发生转变,硬度快速提高至56 HRC。共晶碳化物的分布及形态决定了冲击吸收能量,与处理温度关系不大。

亚稳处理对Cr20高铬铸铁组织及性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜、XRD物相分析和洛氏硬度测试等试验方法,研究了Cr20高铬铸铁亚稳处理工艺（600～900℃×2 h空冷）对组织和硬度的影响。结果表明：高铬铸铁铸态组织为枝晶状奥氏体＋断续网状莱氏体＋少量马氏体,硬度44 HRC;600℃以下亚稳处理后组织及硬度无明显变化;随着温度由650℃升高至900℃,高铬铸铁组织逐渐转变为马氏体＋莱氏体＋弥散分布的少量M7C3型二次碳化物组织,硬度由铸态的44 HRC逐步增加到58 HRC,综合性能得到提高。

铌含量对Cr20过共晶高铬铸铁组织和性能的影响

采用金相试验、X射线衍射、硬度测试和磨料磨损试验研究了不含铌和含0.5、1.0%Nb(质量分数)的Cr20过共晶高铬铸铁的铸态组织和性能。结果表明,添加Nb元素能有效细化Cr20过共晶高铬铸铁的铸态组织,随着铌含量的增加,初生碳化物M_7C_3从粗大的杆条状转变细小、弥散分布的多边形块状,共晶碳化物从细长条状转变为弥散分布的点状。添加铌的Cr20过共晶高铬铸铁的硬度并未明显提高,含铌量为1.0%的Cr20过共晶高铬铸铁的硬度比不含铌的仅提高了约6%。然而,铌的加入显著地提高了Cr20过共晶高铬铸铁的耐磨性,含Nb量为1.0%的Cr20过共晶高铬铸铁的磨损量比不含Nb的减少了约21%。