楊群收 高鉻鑄鐵與磨球(下) for 百鑄網(wǎng)

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1、高鉻白口鑄鐵與磨球（下）中國鑄造學(xué)會質(zhì)量控制及檢測技術(shù)委員會楊群收內(nèi)容摘要：前文通過對高鉻白口鑄鐵材質(zhì)的硬度、韌性、殘余奧氏體、碳化物的形態(tài)與分布，以及基體組織等綜合因素對磨球抗磨性的影響的分析。本文提出了在實際生產(chǎn)中，如何選擇控制磨球材質(zhì)的各元素含量范圍。在熔煉（含變質(zhì)處理）、澆注、熱處理等工藝操作過程中的方法及注意事項。關(guān)鍵詞：化學(xué)成份金相組織變質(zhì)處理粥狀凝固順序逐層凝固熱處理七、化學(xué)成分的選擇高鉻鑄鐵化學(xué)成分的選擇，將關(guān)系到鑄件熱處理工藝的制定，碳化物的量及形狀，基體組織等，這些都直接涉及到材質(zhì)的硬度和韌性。而且生產(chǎn)廠家不能像科研單

2、位那樣，有很好的試驗條件、擬測手段，可以加入眾多的稀有、貴重元素，生產(chǎn)廠家必須充分利用我國或本地區(qū)的金屬資源優(yōu)勢，還要考慮到易購和原材料的價格，在生產(chǎn)工序安排上，還要考慮到盡量減少加工工序而降低成本。1、碳、鉻影響高鉻鑄鐵綜合機械性能最大的是碳、鉻兩元素。一般情況下，碳量決定碳化物的數(shù)量，而鉻含量是決定碳化物的類型。碳：從磨球需要耐磨性和沖擊韌性兩個方面考慮，由于含碳量決定碳化物的量，碳量越高，碳化物數(shù)量就越高，形狀越粗大，硬度高。但增加了材質(zhì)的脆性，降低了韌性。碳量過低，碳化物呈晶界狀分布，對韌性和耐磨性都不利，高鉻鑄鐵磨球通常選用亞共

3、晶成分，由于共晶含碳量（α）隨含Cr量的增加而下降Cr=2%時共晶含碳量為4.2%Cr=8%時共晶含碳量為3.8%Cr=15%時共晶含碳量為3.6%Cr=17%時共晶含碳量為3.5%Cr=20%時共晶含碳量為3.2%（α）值也可用下式求得：α=4.4%—0.054×（Cr%）在高鉻鑄鐵中，有時為了得到較好的韌性，往往不得不適當?shù)目刂朴捕榷档虲量，從磨球的服役狀況分析，含碳量選擇2.4—2.8%。鉻、Cr是強烈的白口元素，能提高白口傾向和硬度。當含Cr量低時，得到的是M3C[(Cr·Fe)3C]型碳化物，其硬度1060—1240HV，對材

4、質(zhì)的韌性和抗磨性有較大的改善，當含Cr量大于12%時，得到M7C3[（Cr?Fe）7C3]型組織，這種組織和M3C型組織相比，耐磨性和耐腐蝕性要高的多，其顯微硬度可提高到1500—1800HV。當含Cr量>20%，在形成M7C3的同時，還形成一定量的M23C6型碳化物，這種碳化物的硬度并不比M7C3型高，而且在磨損過程中較易出現(xiàn)裂紋，綜合分析認為Cr含量一般控制在14—17%。另外，Cr/C是高鉻的鑄鐵的一個重要參數(shù)，Cr/C比對高鉻鑄鐵的基體組織具有決定性的作用，Cr/C比的改變將引起材料組織和性能的變化。Cr/C比的提高使M3C減少，

5、M7C3型碳化物數(shù)量增高，抗磨性提高，斷裂韌性也提高，在Cr/C比為7.1時，達到峰值。2、錳錳中和硫后多余的量,起到穩(wěn)定碳化物的作用，并且能提高淬透性。錳是強烈穩(wěn)定奧化體的元素。通過熱處理可使抗磨性能和沖擊韌性均得到提高。Mn還有一個更可貴的作用，就是減少鑄件的紅脆性。Mn一般控制在0.5—1%，可得馬、貝組織。如果欲在鑄態(tài)得到奧氏體組織，可提高到3—5%。3、硅硅的作用與錳相反，Si固溶于基體中，顯著地降低高鉻鑄鐵的淬透性，Si高、馬氏體組織中易混入珠光體，所以其含量不易過高。但適量的Si加入量，在溶煉過程中,Si起一定的脫氧作用，可

6、以防止其它元素的氧化，提高流動性以利于澆注，在高鉻鑄鐵中，?？刂圃?.4—0.8%。4、銅Cu增加合金的淬透性，可使厚大鑄件中緩慢地轉(zhuǎn)變成馬氏體（有少量殘奧），即使加入量少到0.1%時，也可提高淬透性17%，Cu對合金基體強化的效果與Ni相似，但Ni的價格貴得多。Cu在奧氏體的溶解度有限，過高的含Cu量易出現(xiàn)富Cu現(xiàn)象而使材質(zhì)發(fā)脆。特別是大量使用回爐料時，Cu的遺傳性很大，也易出現(xiàn)集累富銅現(xiàn)象，所以在冶煉過程中應(yīng)注意爐料配比以及回爐料的使用。通常Cu控制在0.4—0.8%。5、鉬Mo分布在共晶碳化物和基體組織之中，顯著提高高鉻鑄鐵的淬透性

7、，對厚壁鑄件可抑制珠光體的形成，并且Cr/C比愈高，Mo的這一效果愈大，少量的Mo溶于基體中，可以細化晶粒和提高碳化物的顯微硬度，即使在鑄態(tài)通過情況下，由于加入Mo，沖擊韌性也能得到提高。通過熱處理，可使樹枝狀結(jié)晶基體的硬度降低，局部的產(chǎn)生軟相，以彌補部分因Cr高或加入V、B等強化碳化物的元素，而使材質(zhì)過硬沖擊值下降的不足，從而使沖擊韌性和耐磨性顯著提高。但從經(jīng)濟成本與材料實用工況綜合考慮，磨球的加入量可在05.—1.5%。6、釩V是極有效的穩(wěn)定碳化物的元素，并增加白口深度，含量為0.1—0.5%范圍內(nèi)它可使白口組織細化，并使粗大的柱狀晶

8、體減少。V對硬度的影響：有資料介紹，在高鉻鑄鐵中，加入0.05%的v，樹枝狀結(jié)晶基體的淬火硬度上升，V的加入明顯提高硬度降低韌性。如果與Mo(>0.3%）同時加入0.1%的v，對材質(zhì)的綜合性能