超高铬白口铸铁脆性韧化技术

介绍铬w为 3 5 %～ 45 %的铁素体高铬白口铸铁的主要化学成分、性能、金相及其应用。着重从材料结构、冶金学、物理学、断裂力学和铸造工程 5个方面分析脆性产生原因。

超高铬铸铁的显微组织和腐蚀磨损性能

采用扫描电镜、X射线衍射仪和腐蚀磨损试验机,对超高铬铸铁(铬含量约33%)的显微组织和腐蚀磨损性能进行研究。结果表明,超高铬铸铁中的碳化物类型为M7C3和M23C6,基体为马氏体和残余奥氏体。在磷酸介质条件下,超高铬铸铁的耐腐蚀磨损性明显优于普通Cr26高铬铸铁,其相对耐磨性为Cr26铸铁的1.8倍。

超高铬铸铁板锤的研制与应用

大型反击式破碎机的板锤要具有高的耐磨性和高的抗冲击能力,针对此类破碎机的工况条件和结构特点,通过化学成分的优化设计并采用水平造型,倾斜浇注工艺,研制出具有较高综合耐磨性能的超高铬铸铁板锤。该板锤最佳热处理工艺为1020℃高温淬火+400℃高温回火;淬火回火组织为回火马氏体+共晶碳化物M7C3+二次碳化物+残余奥氏体;其使用寿命为普通高锰钢3倍以上。

烧结Cr15高铬铸铁组织与性能的研究

为研发耐磨性能优良、成本相对低廉的高铬铸铁,本文分别以亚共晶、过共晶的水雾化Cr15高铬铸铁粉末为原料,采用超固相线液相烧结工艺制备了烧结高铬铸铁(SHCCI),并对其显微组织、力学性能和冲击磨粒磨损工况下的耐磨性能进行对比研究。结果表明,烧结高铬铸铁主要由M7C3碳化物、马氏体和奥氏体组成;在亚共晶烧结高铬铸铁中,通过电解腐蚀萃取的M7C3碳化物三维形貌呈珊瑚状,沿晶界均匀分布,材料抗冲击耐磨性能优良;在过共晶烧结高铬铸铁中,优先形成的初生碳化物可能成为共晶碳化物的生长基底,形成核-壳结构的M7C3碳化物,沿晶界相互连接呈网状,严重割裂基体。亚共晶、过共晶烧结高铬铸铁的力学性能分别为:硬度HRC63.9、HRC64.3,冲击韧性7.92、3.04 J/cm^2,抗弯强度2112.65、1624.87 MPa。

硅对烧结态高铬铸铁组织与性能的影响研究

以两种不同含高Si量的水雾化预合金粉末为原料,通过DSC分析确定烧结温度区间,采用超固相线液相烧结制备出高综合力学性能的高铬铸铁。采用光学显微镜和扫描电镜分析高铬铸铁显微组织的变化,并对两种成分的烧结态高铬铸铁性能进行对比分析。研究结果表明:其他成分相近的两种合金,Si质量分数为1.48%时合金为亚共晶成分,Si质量分数为3.23%时则表现为典型的过共晶成分。两者碳化物均呈短杆状,均匀分布在晶界和亚晶界处。同时Si原子可以固溶于奥氏体中,降低C、Cr原子在奥氏体中的溶解度,进而影响奥氏体稳定性,最终两种合金得到不同的基体组织。相较于Si质量分数为1.48%的合金,Si质量分数为3.23%的合金的力学性能均有所下降。其中Si质量分数为1.48%的合金硬度HRC56.5、冲击韧性9.59J/cm^2、抗弯强度2208.98MPa,Si质量分数为3.23%的合金硬度HRC48.5、冲击韧性2.73J/cm^2、抗弯强度1664.28MPa。

超高铬铸铁的腐蚀磨损性能研究

在国标高铬铸铁Cr26的基础上,开发了新型的超高铬铸铁(铬含量约37%)。采用扫描电镜和X射线衍射仪对超高铬铸铁的显微组织进行分析,并对材料的硬度及冲击韧性进行了研究。在H3PO4介质条件下,利用MCF-30型腐蚀磨损试验机,研究了超高铬铸铁的腐蚀磨损性能。结果表明,超高铬铸铁中的碳化物类型为M7C3和M23C6,基体为马氏体和残余奥氏体。随着碳含量的增加,超高铬铸铁的硬度先增加而后降低,冲击韧性逐渐降低,超高铬铸铁的腐蚀磨损性能逐渐降低。超高铬铸铁的耐腐蚀磨损性能明显优于Cr26铸铁,其相对耐磨性最高为Cr26的3倍以上。