铬系白口铸铁的研究进展

综述了铬系白口铸铁耐磨材料的国内外研究方向和研究现状,对低铬铸铁、中铬铸铁和高铬铸铁三类铬系白口铸铁的碳化物类型、制备工艺、性能特点、适用范围和现阶段开发程度进行了分析,综合评价了各类铬系白口铸铁的优缺点并探讨了其研究和应用未来的发展趋势。

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 。

悬浮铸造工艺对EPC铸造低铬白口铸铁性能的影响

针对常规EPC铸造生产低铬白口铸铁时综合性能较差的问题 ,采用悬浮铸造工艺将悬浮剂置于EPS模中 ,充型过程中悬浮剂均匀分布于铸型中 ,可改变金属液的结晶凝固特性 ,细化铸铁组织 ,并使部分微区内碳化物的类型发生质的变化 ,结果使低铬白口铸铁的综合性能得以显著提高。与常规方法相比 ,低铬白口铸铁的冲击韧性提高了2 4 5 % ,硬度提高了HRC4～HRC4 5 ,相对耐磨性提高了 35 %。

中低铬白口铸铁的配制

采用湿砂铸型浇注中低铬白口铸铁,以试样的硬度、冲击韧度和腐蚀耐磨性作为考察试样性能的指标,用正交试验方法研究了中低铬白口铸铁的成分,设计出最优成分范围。

钒对中铬白口铸铁组织和性能的影响

研究了钒对中铬白口铸铁的组织与性能的影响.采用SEM与EDS对试样进行了组织与成分分析,并测定了试样的冲击韧性、硬度等力学性能.结果表明:随着V含量的增加,中铬白口铸铁的组织得到细化,冲击韧性得到改善;当V的加入量增加至4％(质量分数)时,基体上弥散分布大量VC颗粒,使得材料有潜在的良好的耐磨性能.

硅、铜对钒钛低铬白口铸铁腐蚀磨损性能的影响

以大型矿用球磨机研磨体为应用对象 ,在实验室条件下研究了硅、铜对低铬白口铸铁腐蚀磨损耐磨性的影响。结果表明 ,低铬白口铸铁中加入铜及提高含硅量 ,均可提高腐蚀磨损耐磨性。但当含硅量超过 2 0 %以后 ,由于共晶碳化物形态的改变 ,初生碳化物数量的增加以及石墨的出现 ,又使腐蚀磨损耐磨性降低。因此 ,在酸性介质中 ,含硅量不应超过 2 0 % (碳当量≤ 4 5 % )。在中性及碱性介质中 ,含硅量不应超过 2 5 % (碳当量≤ 4 7% )。

微量元素氮对中铬白口铸铁的强韧化作用

在所设计的含2．8％～3．0％C，7％～9％Cr的中铬白口铸铁中，通过特定的工艺向铁水中添加一定量的氮，使氮在中铬白口铸铁凝固过程中以原子状态存在，考察氮对中铬白口铸铁凝固过程及其性能和组织的影响。

钒对中铬白口铸铁组织和抗高温氧化性能的影响

采用SEM与EDS对试样进行组织与成分分析,利用氧化增重法测定了不同钒含量(3.30%、6.80%、9.08%)的含钒中铬白口铸铁在500℃、600℃和750℃下的恒温氧化动力学曲线,采用X射线衍射法(XRD)对氧化试样的表面和氧化产物进行了物相分析。结果表明:随着V含量的增加,中铬白口铸铁的组织得到细化,基体上弥散分布大量VC颗粒,使得该材料有潜在的良好耐磨性能;在较低温度下(500℃、600℃)下,含钒中铬白口铸铁的恒温氧化动力学曲线符合抛物线规律,而在较高温度下(750℃),符合直线规律,最终高温氧化产物为Fe2O3以及少量的FeCr(VO4)2和Cr2O3,随着钒含量的增高,在较高温度下(750℃),含钒中铬白口铸铁的抗氧化性能有所改善。

Cu^(2+)对低铬白口铸铁腐蚀磨损的影响

采用三体腐蚀磨损试验机研究了低铬白口铸铁在含Cu2+离子的浆料介质中的腐蚀磨损特性,并对腐蚀磨损机理进行了分析。结果表明,随着浆料介质中Cu2+离子浓度的增加,低铬白口铸铁腐蚀磨损耐磨性降低,当Cu2+浓度超过0.012mol/L后,耐磨性有所增加。低铬白口铸铁在Cu2+离子的浆料介质中的磨损机制以显微切削、犁沟和腐蚀剥落为主,但在不含Cu2+离子的浆料介质中,则以显微切削和犁沟为主,兼有少量剥落。因此,浆料介质中的Cu2+离子参与了低铬白口铸铁的腐蚀磨损过程。

低铬白口铸铁变质处理的研究与应用

通过稀土变质和复合变质,可以改善低铬白口铸铁磨球共晶碳化物的形貌与分布,减少白口铸铁中粗大连续的网状碳化物,获得优良的综合力学性能,生产的磨球表现出优良的耐磨性能。

显微激冷对EPC铸造低铬白口铸铁综合性能的影响

采用预先在ＥＰＳ模中填入微型内冷铁，解决ＥＰＣ铸造生产低铬白口铸铁综合性能差的问题．在充型过程中微型内冷铁均匀分布于铸型中，改变了金属液的结晶凝固特性，细化组织，并使部分微区内碳化物的类型发生了质的变化．与常规方法相比，此方法得到铸铁的冲击韧性提高了 ２４．５％，硬度提高了 ４～４．５ ＨＲＣ，相对耐磨性提高了 ３５％．

氮对低碳高铬铸铁性能的影响

通过力学性能和耐磨性能测试、金相组织观察和ESEM形貌分析,研究了氮含量对低碳高铬铸铁性能的影响。试验结果表明,随着含氮量的增加,共晶碳化物在结晶过程中方向性生长减缓,形状趋于粒状;二次碳化物数量增加,形貌和尺寸也发生变化。随着含氮量的增加,低碳高铬铸铁的硬度增加,冲击韧度下降,滑动式和滚筒式磨损率下降。

C、Cr、Si、Mn对低铬白口铸铁组织和力学性能的影响

应用湿砂铸型浇注低铬白口铸铁,采用正交试验研究了C、Cr、Si、Mn对低铬白口铸铁组织和力学性能的影响。结果表明:含碳量2.4%和2.7%时碳化物基本上是呈网状分布的,形成了离异共晶的网状碳化物组织;而含碳量3.0%时,离异共晶组织不再出现。高碳、低硅、高铬和低锰有利于提高硬度;低碳、低硅、中铬和高锰有利于提高冲击韧度;高碳、低硅、低铬和高锰有利提高耐磨性。新开发的低铬白口铸铁的硬度、冲击韧度和耐磨性远高于目前在生产排沙潜水泵过流部件中所使用材料的各项性能,使用寿命是其5倍左右。

Cr Si Mn Cu对铸态中低铬白口铸铁力学性能的影响

应用湿砂铸型浇注中低铬白口铸铁 ,采用正交试验研究Cr、Si、Mn、Cu对铸态中低铬白口铸铁力学性能的影响。研究表明 ,高硅、中铬、高锰、高铜有利提高硬度 ;高硅、低铬、中锰、中铜有利于提高冲击韧性 ;且最佳的化学成分w为 :≤ 5 .5 %Cr;2 .0 %～ 3 .5 %Si;≤ 2 %Mn ;≤ 1 .0 %Cu。

热变形量对低铬白口铸铁显微组织和冲击性能的影响

对低铬白口铸铁进行了不同压下量的980℃热变形,用光学显微镜、X射线衍射仪和扫描电镜等对不同热变形量的白口铸铁进行显微组织和物相分析,用硬度计和冲击试验机测定白口铸铁的力学性能。结果表明:随着变形量的增大,低铬白口铸铁中析出的颗粒状碳化物增多,硬度逐渐减小,冲击韧度逐渐增大;但当变形量为50%时,其组织中会出现显微裂纹。

低铬白口铸铁的组织与磨粒磨损性能

采用硅进行低铬白口铸铁的合金化,试验发现,随着硅含量增加,碳化物形貌由网状向断网状、分散孤立的条状转变;碳化物的含量增加,尺寸细化;碳化物硬度及材料的整体硬度也逐渐增加。在铬含量为5%左右、硅含量>2·5%时,碳化物出现了M7C3型,耐磨性也随着增加,该材料的抗冲击磨粒磨损性能最好的是下贝氏体组织。淬火温度和冷却方式对该类白口铸铁的抗冲击磨粒磨损性能影响不大。

低铬白口铸铁中硅对组织形态的影响

采用硅进行低铬白日铸铁的台金化．实验发现．随着硅含量增加，碳比物形貌由网状向断网状、分散孤立的条块状转变；碳化物的含量增加，尺寸细化；碳化物硬度、基体硬度及材料的整体硬度也逐渐增高。在铬含量为5％左右、硅含量＞2．5％时．碳化物出现了M7C3型。

斜轧低铬白口铸铁磨球工艺试验

研究了斜轧低铬白口铸铁磨球的制坯方法，轧制工艺及轧后余热热处理工艺。结果表明，最佳的制球工艺为，将经过一次小量预变形的金属型棒料，在1000～1050℃于较松的孔型中轧制成球，轧后在SST101介质中冷却，200～350℃回火。

应用余氏理论设计和制造中铬铸铁杂质泵件

应用余氏理论 ,推导出计算LPT的公式和计算MS 点温度的公式 ,设计中铬白口铸铁化学成分和热处理工艺 ,并获得硬度≥5

不同成分小麦粉料对低铬白口铁磨损性能研究

为研究小麦制粉过程中麦粒不同组成部分对金属磨辊的磨损性能,本文以磨辊常用表层材料低铬白口铁为耐磨试样,以麸皮和面粉不同比例混合物为磨料,采用与辊式磨粉机工况相似的三体磨料磨损试验机进行磨损试验,计算磨损失重,观察磨损表面形貌,分析磨损机制。结果表明:面粉对金属材料磨损性能的影响小于麸皮对金属材料磨损性能的影响;二者对金属材料的磨损行为也有所不同,面粉对金属表面起研磨和机械抛光作用,因此,被磨损表面趋于光滑;麸皮则呈现出典型的软磨料磨损行为,显微切削和疲劳剥落是其主要磨损形式。