高铬铸铁在腐蚀介质中的磨损特性

高铬铸铁在腐蚀介质中的磨损特性
高铬铸铁在腐蚀介质中的磨损特性

高铬铸铁金相组织

通过试验研究,得到铸态高铬白口铸铁的金相组织主要为:铬奥氏体加M7C3共晶碳化物和铬屈氏体加M7C3共晶碳化物;采用稀土变质处理,可使晶粒细化,从而有效地提高机械性能和抗磨性能。 关键词:铸态高铬白口铸铁;稀土;抗磨性能 高铬铸铁是一种常用的抗磨铸铁。铬的大量加入,使碳化物变成具有更高硬度(1300~1800HV)的M7C3型碳化物,从而提高了抗磨性。在此同时,凝固过程中M7C3型碳化物形成了孤立分布的杆状组织,使得高铬白口铸铁的韧性有了一定程度的改善。目前国内外生产的高铬白口铸铁大多要经过高温淬火加回火处理工艺,以获得马氏体基体,然而这种基体作为水泥磨机磨球材料在高应力小能量的三体磨损中,其韧性仍显不足。并且生产周期长,工艺复杂,设备投资、能源消耗和劳动强度均较大。 本文通过试验对含碳量在亚共晶区,含铬15%左右的高铬白口铸铁进行了铸态金相组织分析及性能研究。试验结果表明:铸态高铬白口铸铁的主要金相组织是铬奥氏体加M7C3共晶碳化物和铬屈氏体加M7C3共晶碳化物。经过稀土变质处理后,可有效改善碳化物形态及分布,均匀组织,细化晶粒,明显提高韧性和强度,提高抗磨性。 一、试验方法及结果 试验用的合金材料在酸性中频无芯感应电炉内熔化,熔化温度在1530℃以上,浇注温度为1380~1450℃,砂型铸造。化学成分、机械性能和金相组织见表l。

机槭性能试验:冲击韧性在JB30A摆锤式冲击试验机上测定,试样尺寸10×lO×55mm,无缺口,不加工。 磨损性能试验在AMSLERAl35/138型动载磨损试验机上进行.试样尺寸Φ32×10mm.中心孔直径Φ6mm,磨料采用28/75目石英砂.试验前预磨lh,三体磨损加水平和垂直方向的冲击,冲击载荷为50~100kg.正式磨损时间20h。试验的失重值在自动电光分析天平上测定. 二、金相组织分析 1 含碳量对金相组织的影响 由表l可知lA、4A基体组织均为屈氏体加M7C3当成分中的含碳量增加时,共晶M7C3的数量增加,形态亦从短小片状向粗大片状发展。M7C3具有高的硬度和高的磨料磨损抗力,数量增加能提高抗磨性;但碳量超过共晶碳量,初生碳化物很粗,在磨料的冲击下会碎裂,从而增加了磨损时的失重。 2 混合稀土变质处理对金相组织的影响 图1 试样6B的金相组织200× 图2 试样10B的金相组织200× 图l、2分别为B组试验中碳铬含量相同.来经处理和经稀土变质处理的金相组织。基体组织主要为铬奥氏体加M7C3共晶碳化物。图示表明,稀土的加入对组织最直观的影响是细化晶粒改变碳化物形态

高铬铸铁热处理工艺

高铬铸铁热处理工艺 化学成分:C2.05,Si1.40,Mn0.78,Cr26.03,Ni0.81,Mo0.35 1、常用的高铬铸铁的热处理工艺是加热到950~1000℃,经保温空冷淬火后再进行 200~260℃的低温回火。 2、2、高温团球化处理1140~1180℃保温16h空冷却,可以明显提高冲击韧度和耐磨性能。 高温团球化处理可使碳化物全部呈团球状,可消除或减少大块状和连续网状碳化物对基体的隔裂作用,经团球化的碳化物受到更加均匀的基体支撑,特别受到一定数量的奥氏体的支撑。如果适当减少保温时间,对薄截面零件也可以取得效果。该工艺的不足是工艺消耗热能较多。 加热到1050℃,经保温空淬火后再进行550℃的回火,效果会怎么样? 要控制加热速度,最好在650? ?? ?750? ?? ?? ? 850? ?? ? 时保温一定时间。我以前做过,正火就可以了。硬度能做到61----65HRC 成熟工艺是:铸造后软化退火,便于加工,加工后空冷淬火加低温去应力回火。使用硬度一般要求为HRC58-62,多用于比如渣浆泵零部件等耐磨易损件。 我们这里是高铬生产基地,一般提供Cr24,Cr26,Cr28,Cr15Mo3等,价格是不便宜的。价格要包括中间的软化退火和精加后的淬火及回火。楼主的材料应该叫Cr26 做高铬磨球的,Cr%=10.2~10.5%,C%=2.2~2.7%,Si、S双零以下,要求硬度HRC>58 我们现在用的是淬火液淬火,淬火工艺参数是:650度保温2小时,升温到960度保温3.5小时淬火;回火温度380~400,保温4~6小时。磨球规格φ40-φ80。 工艺是1050淬火+250~350回火 金属耐磨材料在水泥企业的研究和应用 [摘要] 本文从金属耐磨材料的概述、水泥企业常用的耐磨材料以及根据磨损原理具体的选用金属耐磨材料,对金属耐磨材料进行了研究、分析,对其他选用金属耐磨材料给予一定的参考和借鉴。 [关键词] 金属耐磨材料水泥企业研究应用 一、金属耐磨材料的概述 材料的耐磨性不仅决定于材料的硬度Hm,而且更主要的是决定于材料硬度Hm和磨料硬度Ha的比值。当Hm/Ha比值超过一定值后,磨损量便会迅速降低。 当Hm/Ha≤0.5-0.8时为硬磨料磨损,此时增加材料的硬度对材料的耐磨性增加不大。 当Hm/Ha>0.5-0.8时为软磨料磨损,此时增加材料的硬度,便会迅速地提高材料的耐磨性。 金属耐磨材料一般都指的是耐磨钢,能抵抗磨料磨损的钢。这类钢还没有成为一个完全独立的钢种,其中公认的耐磨钢是高锰钢。 二、水泥企业主要使用的耐磨钢

高铬耐蚀铸铁

高铬耐蚀铸铁 成分组织和性能 高铬耐蚀铸铁中铬的质量分数为20-36%,在氧化性腐蚀介质中,其表面能生成一层很薄(约10nm)且附着紧密的氧化膜,从而大大提高了耐腐蚀性。高铬耐蚀铸铁属于白口铸铁,其硬度较高,因此不但耐蚀性好,还有优异的抗固液两相流冲蚀磨损性能,其耐热性也很好。 高铬耐蚀铸铁的金相组织为合金基体上较均匀分布着碳化物,基体可以是铁素体、奥氏体或铁素体+奥氏体混合基体。当合金含碳量较低(<1.3%C),且奥氏体稳定元素镍、铜、氮含量很少时,基体为铁素体;当含碳量较高,或含一定量奥氏体稳定化合金元素时,基体为奥氏体,或奥氏体加铁素体混合基体。高铬耐蚀铸铁的化学成分和力学性能分别见表 高铬耐蚀铸铁的碳化物数量取决于其化学成分,主要与碳、硅和铬有关。碳、硅、铬量高,碳化物数量多,碳增加碳化物的作用最大,硅的作用是碳的1/4,铬的作用是碳的1/30。碳化物主要是凝固过程中形成的共晶碳化物。 高铬耐蚀铸铁中的碳化物的耐蚀性优于基体,提高耐蚀性的关键是提高基体的耐蚀性,而基体的耐蚀性主要取决于其含铬量。 高铬耐蚀铸铁中加入钼、镍和铜可进一步增加耐蚀性,特别是在酸性介质中的耐蚀性。但随镍和铜加入量增加,铸铁基体由铁素体变为奥氏体,耐相间腐蚀(与晶间腐蚀现象一致)性能下降。 铁素体高铬耐蚀铸铁很脆,含铬量越高,脆性越大。奥氏体基体的高铬耐蚀铸铁,如-". 合金,有较高的力学性能,强韧性优于普通灰铸铁。

同普通的高铬抗磨铸铁相比,高铬耐蚀铸铁的碳含量低,铬含量高,因而其流动性更差,铁液氧化倾向更大,收缩和热裂倾向也更大。 工艺特性及化学成分 化学成分对高铬耐蚀铸铁的使用性能有显著影响。铬的含量越高,铸造工艺性越差,但铬含量范围是根据铸件的使用环境确定的,降低铬会影响铸件的使用性能。碳和硅高有利于改善铁液的流动性,提高充型能力,降低氧化倾向,减少铸件的冷隔和皱皮缺陷,但也增加合金的脆性。在铁素体基体的高铬耐蚀铸铁中,硅含量高会显著粗化合金显微组织,增加合金脆性;在奥氏体基体高铬耐蚀铸铁中硅对力学性能没有显著影响。锰对高铬耐蚀铸铁的使用性能没有明显影响,锰含量高有利于铁液脱氧,改善充型能力。磷和硫含量高会增加合金晶界夹杂物,对韧性不利,故磷、硫含量越低越好。 钼对铸造工艺性能的影响与铬类似。镍和铜对合金铸造工艺性没有明显影响,但可改善合金的力学性能。镍、铜和碳对合金基体组织的影响必须十分注意。不含镍或含很少量镍时,其晶间腐蚀特性与铁素体不锈钢相同,即从高温缓慢冷却,其耐蚀性好;从高温快冷,被敏化,发生晶间腐蚀。当含镍量增加到一定值,基体中尚未出现奥氏体时,合金的敏化特点就发生转变,从高温快冷不敏化,慢冷则发生敏化,这与奥氏体不锈钢有相同的敏化特征。奥氏体基体和奥氏体" 铁素体混合基体的高铬耐蚀铸铁的敏化特性都与奥氏体不锈钢相同。 奥氏体基体的高铬耐蚀铸铁力学性能,特别是韧性不但远高于铁素体耐蚀高铬铸铁,也高于用于耐磨的高铬铸铁,其冷裂倾向也小于后两者。 无论是奥氏体还是铁素体的高铬耐蚀铸铁,机械加工性能都大大优于耐磨高铬铸铁,可以实施各种加工。铁素体高铬耐蚀铸铁加工性能比奥氏体高铬耐蚀铸铁更好一些。 铸件热处理高铬耐蚀铸铁件都可以铸态使用,铁素体高铬耐蚀铸铁退火后可以改善加工性和耐蚀性。退火工艺是把铸件缓慢加热到820 -850℃之后保温,出炉空冷。当加热温度大于860℃时,铁素体高铬耐蚀铸铁会发生敏化,耐蚀性降低。如果在700-800℃之间停留时间过长,Cr28以上铁素体高铬耐蚀铸铁可能产生硬而脆的σ相,使力学性能和耐蚀性降低,在370-540℃之间长期保温,铁素体高铬耐蚀铸铁还会发生脆性转变,使韧性大大降低,硬度升高。 奥氏体基体高铬耐蚀铸铁的热处理特性与奥氏体钢相同,经高温固溶处理可以进一步改善韧性和耐蚀性,但由于淬火过程中铸件有开裂的危险,一般不能采用。在600-900℃之间保温会有二次碳化物析出,硬度提高,韧性和耐蚀性都稍有下降,在合金耐蚀性足够,需要进一步提高硬度时可以采用,但保温时间不能过长,否则可能有σ相析出。如果铸件需消除铸造应力,可以加热到430-480℃保温,保温时间按铸件厚度,每25mm 保温4h,保温后随炉缓冷。 高铬白口铸铁 合金元素的作用 碳:提高碳量则增加碳化物数量,其效果比提高铬量更为显著。碳化物体积分数可以用下式估算。 增加碳化物数量能提高抗磨性,但降低韧度。 铬:铬是高铬白口铸铁中的主要合金元素。铬除与碳形成碳化物外,尚有部分溶解于奥氏体中,提高淬透性。淬透性随Cr/C的增加而提高。基体中铬的质量分数可以下式估算。

高铬热处理工艺

高铬铸热处理工艺 化学成分:C2.05,Si1.40,Mn0.78,Cr26.03,Ni0.81,Mo0.35 1、常用的高铬铸铁的热处理工艺是加热到950~1000℃,经保温空冷淬火后再进行 200~260℃的低温回火。 2、高温团球化处理1140~1180℃保温16h空冷却,可以明显提高冲击韧度和耐磨性能。 高温团球化处理可使碳化物全部呈团球状,可消除或减少大块状和连续网状碳化物对基体的隔裂作用,经团球化的碳化物受到更加均匀的基体支撑,特别受到一定数量的奥氏体的支撑。如果适当减少保温时间,对薄截面零件也可以取得效果。该工艺的不足是工艺消耗热能较多。 加热到1050℃,经保温空淬火后再进行550℃的回火,效果会怎么样? 要控制加热速度,最好在650 750 850 时保温一定时间。我以前做过,正火就可以了。硬度能做到61----65HRC 成熟工艺是:铸造后软化退火,便于加工,加工后空冷淬火加低温去应力回火。使用硬度一般要求为HRC58-62,多用于比如渣浆泵零部件等耐磨易损件。 我们这里是高铬生产基地,一般提供Cr24,Cr26,Cr28,Cr15Mo3等,价格是不便宜的。价格要包括中间的软化退火和精加后的淬火及回火。楼主的材料应该叫Cr26 做高铬磨球的,Cr%=10.2~10.5%,C%=2.2~2.7%,Si、S双零以下,要求硬度HRC>58 我们现在用的是淬火液淬火,淬火工艺参数是:650度保温2小时,升温到960度保温3.5小时淬火;回火温度380~400,保温4~6小时。磨球规格φ40-φ80。 工艺是1050淬火+250~350回火 金属耐磨材料在水泥企业的研究和应用 [摘要] 本文从金属耐磨材料的概述、水泥企业常用的耐磨材料以及根据磨损原理具体的选用金属耐磨材料,对金属耐磨材料进行了研究、分析,对其他选用金属耐磨材料给予一定的参考和借鉴。 [关键词] 金属耐磨材料水泥企业研究应用 一、金属耐磨材料的概述 材料的耐磨性不仅决定于材料的硬度Hm,而且更主要的是决定于材料硬度Hm和磨料硬度Ha的比值。当Hm/Ha比值超过一定值后,磨损量便会迅速降低。 当Hm/Ha≤0.5-0.8时为硬磨料磨损,此时增加材料的硬度对材料的耐磨性增加不大。 当Hm/Ha>0.5-0.8时为软磨料磨损,此时增加材料的硬度,便会迅速地提高材料的耐磨性。

高分子耐蚀材料

高分子耐蚀材料 摘要:高分子耐蚀材料是应用极广的一类耐蚀材料,因为它具有很广泛的适应性和用途,被制成各种形态。作为一类年轻的材料,高分子耐蚀材料正面临着快速发展和广阔的市场前景。本文将介绍高分子耐蚀材料的集中具体分类及国内外的发展现状。 关键字:高分子腐蚀耐蚀性应用 腐蚀是指材料与外界反应引起的材料破坏或变质,发达国家腐蚀损失平均占国民经济总收入2-4% 。美国于1990年调查表明化学工业的腐蚀损失达829亿美而我国在腐蚀损失方面也做过调查。l988估计为270—500亿人民币。近年来,国内外大量应用实例表明,高分子材料在企业防腐领域中显示出越来越大的作用,并且以其易成型加工.易修补价格艇宜的优势越来越受人们的重视。因此国内外专家学者的研究工作也很活跃,新材料不断出现,为各行各业的实际应用提供了较多的选择机会。在一定温度下,高分子材料耐无机酸、碱、盐的腐蚀性能优于金属材材并随着科研工作的深入开展,高分子材料在防腐蚀领域中将发挥更大的作用。高分子材料的品种繁多,耐腐性能优异因而发展迅速,主要有热塑性树脂.热固性树脂和弹性体,热塑性树脂中仍以聚氯乙烯聚乙烯.聚丙烯的应用占主流,工程塑料类虽然有优异的耐腐性能,但因其价格的原因,在中等的腐蚀环境中首选的仍是价廉易得、加工容易的材料,工程塑料中尤以氟树脂应用面最广,增长也最快,热固性树脂大多制成复合材料使用,但增长率低于热塑性树脂.玻玻钢的概念也不断在发展,增强热塑性树脂和碳纤维增强树脂已得到重视。从产品结构上看,垒结构塑料泵,阀,管较大幅度代替金属结构,纤维增强树脂设备得到广泛应用。 一几种主要的高分子耐蚀材料 1.氟树脂厦涂料 氟树脂是具有巨大技术革新潜力、适台特殊新用途的高性能材料、其优异的耐蚀特能在化工行业中应用越来越广泛,它们可为三类:非塑性加工类,如PTFE(聚四氟乙烯);热塑性加工类.如FEP(垒氟乙丙,PVDF(聚偏氟乙烯) PFA(垒氟烷氧基共聚物)ECTFE (Ha1ar 乙烯一三氟氯乙烯仍然是氟塑料中最重要的品种,大约占氟聚合物产量的60呖,年增长率为5呖;近年来开发的热塑性加工的氟树脂年增长率达到7嘶,其中PFA可望达到8—9嘶,而最常用的是聚偏氟乙烯.它在耐蚀和耐热方面稍逊于聚四氟乙烯(PTFE),但其制造简单,价格也低得多。最近开发的乙烯一四氟乙烯共聚物在腐蚀性和机械强度方面居于氟塑料首位,能耐无机酸碱卤素和几乎任何有机溶剂,在国外已得到了应用。近年来氟树脂涂层的应用广泛,涂复方法有。粉末涂料喷涂,片材粘台等。其中耐化学腐蚀和耐热性最佳的是PF A氟塑料涂层,它能耐浓硫酸浓盐酸含氯溶剂等,其使用温度上限为260~28o℃,可采用喷涂法涂复在用底层涂料处理的表面;FEP涂层耐各种化学品,耐腐蚀性和侵蚀性介质。大都以粉末料的形式涂覆使用,其滁层可耐200℃高温,尽管FEP的价格比PTFE高, 但美国一化工企业在回收盐酸工艺中使用以FEP为涂层的泵.耐蚀性能优异.且造价比用稀有金属有金属材料制造的泵低2000美元,每年可得经济效益2.5万元,该材料主要生产厂家是美国通用塑料公司;另外,Halar涂料也应用较广,Halar

两种高铬铸铁在热强碱中的腐蚀行为

第10卷 第4期2002年12月材 料 科 学 与 工 艺MATERIALS SCIENCE &TEC HNOLOGY Vol.10 No.4 Dec.2002 两种高铬铸铁在热强碱中的腐蚀行为 刘钧泉1,李 卫2,涂小慧2 (1.华南理工大学工业装备与控制工程学院,广东广州510640;2.广州有色金属研究院耐磨机械研究所,广东广州510651) 摘 要:高铬铸铁是工业上应用较为广泛的材料之一,但此类材料在热强碱冲刷腐蚀条件下寿命较短.以工业上常用的两种高铬铸铁Cr13和Cr26为试验材料,研究其在热强碱介质中静态浸泡的腐蚀行为,并通过电位-时间曲线、极化曲线实验和电子显微进行了分析.研究结果表明:高铬铸铁在试验介质中的腐蚀分3个阶段,氧化膜的溶解、基体溶解、腐蚀产物保护下的溶解;3个阶段历时不同,第2阶段具有最大的溶解速度;腐蚀形式是均匀腐蚀兼有腐蚀开裂和相界腐蚀;腐蚀开裂在第2阶段就可被观察到并且有可能是第3阶段腐蚀的主要形式;在热强碱介质中静态浸泡时,Cr13的耐腐蚀性能优于Cr26.关键词:高铬铸铁;热强碱;腐蚀 中图分类号:TG174 3+6,TG172 6+3 文献标识码:A 文章编号:1005-0299(2002)04-0374-05 Corrosion behavior of two types of cast iron containing Cr in hot concentrated NaOH solutions LI U Jun quan 1 ,LI Wei 2 ,TU Xiao hui 2 (1.Dept.of Industrial Equipment and Con trol Eng.,South Chi na Univ.of Tech.,Guangzhou 510640,China;2.Wear Resistant Materi als Center,Guangzhou Research Ins titute of Non ferrous Materials,Guangzhou 510651,Chi na) Abstract:High chromium cast iron is widely used in industry,but the service life of this kind of material is short when suffering from wear corrosion in hot concentrated alkaline solution,and there are few researches on the sub ject.This work focuses is on the corrosion behavior of Cr13and Cr26irons when they are immersed in the hot con centra ted alkaline solution.C urves of potential versus time,polarization curves and micrographs are analyzed.It is concluded that the corrosion includes three sta ges:oxidize film dissolution,basic body dissolution and dissolution under the corrosion product.The dissolution of three stages last different period of time,and the highest dissolution rate is in the second sta ge.The c orrosion form is general corrosion with c orrosion cracking and c orrosion at inter face,and the corrosion cracking can be observed in the second stage and may be the chief kind of corrosion in the third stage.The e xperiments demonstrated that Cr13iron resists c orrosion better than C r26when they are immersed in the hot concentrated alkaline solution. Key Words:high Cr cast iron;hot caustic soda;c orrosion 收稿日期:2001-08-18 作者简介:刘钓泉(1947-),男,硕士,高级工程师. 高铬铸铁因其耐腐蚀和耐磨损等综合性能良好而成为酸性、中性及弱碱性工况常用的耐蚀或耐磨蚀材料.这类材料也用在强碱环境,如在氧化铝生产冶金过程中,但在热强碱冲刷腐蚀条件下寿命较短 [1,2] .近 年来,关于低碳钢、1Cr18Ni9Ti 钢及奥氏体镍铸铁在强碱介质中的腐蚀行为的研究[3,4] ,涉及到元素对铁基合 金耐蚀性能的影响[5],以及针对低合金钢、不锈钢在热 强碱介质中的腐蚀开裂 [5~7] 等的研究已见报道;而对 于铸铁材料,有文献讨论了Fe 3C 和其他组织在热强碱介质中的腐蚀行为[8,9],对含M 7C 3的高铬铸铁的研究主要是中性介质的腐蚀磨损 [10,11] ,对在高温强碱介质

简述高铬铸铁轧辊的铸造和应用

简述高铬铸铁轧辊的铸造和应用 摘要:高铬铸铁轧辊现已广泛应用于热轧中宽带钢精轧机组前架及部分小型棒线、型钢精轧机组,以其良好的耐磨性和抗“斑带”性能广受用户的青睐。本文对高铬铸铁轧辊的铸造、热处理过程进行简要阐述,对使用中易出现的问题加以分析。 关键词:高铬铸铁轧辊、耐磨、抗“斑带”、铸造、热处理 一、高铬铸铁轧辊的生产方式 当前,几乎所有的高铬铸铁轧辊均采用离心铸造方式,只是离心机有水平式、立式和倾斜式3中形式。相比较“溢流法”等以前的生产方式,离心铸造可以使少量的高铬铸铁外壳迅速冷却,以便获得更加细小分散的碳化物组织,且生产效率进一步提高。 轧辊的芯部通常采用高强度球墨铸铁,由于外层的铬含量较高,芯部成份中的硅含量和镍含量应较普通轧辊适当提高,以便减少芯部组织中碳化物含量、增强芯部强度。 通常情况下,为防止外层含量较高的铬成份在浇注芯部时向芯部扩散,要在外层浇注完毕时择机浇入过渡层,过渡层铁水可采用中铬铸铁、半钢、灰铸铁等材料。浇入的时间、温度和铁水量要进行严格控制。二、高铬铸铁轧辊的冶金性能 在Fe-Cr-C合金中,如果铬的含量超过15%,渗碳体就会变得不稳定,其将会被具有复杂结构的六边形碳化物M7C3代替,该种碳化物被称为铬碳化物,主要成分为铬和铁,可能含有少量的其它合金元素。高铬铸铁轧辊外层材质的基本特征是显微组织中共晶碳化物以(Cr,Fe)7C3型为主,其显微硬度为1500-1800HV,而渗碳体的显微硬度为1000-1200HV,这也是高铬铸铁轧辊有较强耐磨性能的原因。高铬铸铁轧辊的主要化学成分(%)为:C2.2~3.4,Cr10~25,Mo0.3~4,Ni0.3~3.0。铬碳比(Cr/C)决定了高铬铸铁外层组织中碳化物的类型,C、Cr、Mo等元素的含量决定了碳化物的数量。Ni和Mo的作用一方面是强化基体,另一方面是增加基体组织的淬透性。 对Fe-Cr-C合金系的研究大多基于以下Fe-Cr-C合金相图 生产工艺高铬铸铁一般采用感应电炉或电弧炉熔炼,常用的原料为生铁、废钢、回炉料、铬铁、钼铁,

一种新型高铬白口铸铁变质剂在生产中的应用(热加工工艺)

一种新型高铬白口铸铁变质剂在生产中的应用 赣州龙钇稀土材料有限公司朱福生许瑞高 石家庄三环阀门股份有限公司铸造分厂郭玉昆胡树祥王洪庆 摘要:通过使用钇基重稀土复合变质剂,能改善高铬白口铸铁的碳化物的形态和分布,提高材料的综合性能;并减少Ni、Mo、Cu合金元素的加入量,起到了良好的经济效益。关键字:钇基重稀土复合变质剂、高铬耐磨白口铁、碳化物、硬度、合金元素Abstract:After modified with Yttrium-based Heavy Rare-earth multiplex modification, the shape and the distributing of the carbide and the comprehensive properties of the high chromium white cast iron have been improved in effect; The quantities of alloying elements Mo Cu Ni Cr can be reduced, A nicer economic benefit has been gotten in the applied factory. Keyword:Yttrium-based Heavy Rare-earth multiplex modification, high chromium white cast iron,carbide,hardness,alloying element 高铬铸铁是继普通白口铁、镍硬白口铁发展起来的第三代白口铁。由于高铬铸铁金属组织的特 点使得高铬铸铁比普通铸铁具有高得多的韧性。高温强度。耐热性和耐磨性等,已被誉为当代最优 良的抗磨料磨损材料,并得到广泛应用。根据不同使用工矿的要求,通常采用Cr15、Cr20、Cr25三 系列,还可以调整碳量、添加其他合金元素,如:镍、钨、钼、铜等形成多元合金高铬铸铁。经典 的高铬铸铁是美国的Cr15Mo3牌号。而对于断面较大的铸件,镍、钼、铜已经成了必须添加元素了。 近年来钼铁的价格飞涨,镍、铜等贵重金属的价格也有不同程度的上升。我公司高铬系耐磨材料用 量较大,生产这种牌号的材质需要加入Mo、Ni、Cu等合金元素。这些都给企业的利润空间带来了 巨大的压力。寻找一种高效变质剂,通过提高冶金质量,改善碳化物形态、强化基体组织等途径来 达到减少Ni、Mo、Cu等合金元素的添加量,进一步提高产品的质量。而通过使用赣州龙钇稀土材 料有限公司研制的YFB-2钇基重稀土复合变质剂产品,我公司生产的产品把Ni、Mo、Cu等合金元 素往下调整,调整后产品的综合使用性能还有所提高。 1、试验方法及内容 1.1试验成分设计见表1所列。 表1:材料主要化学成分(%) 合金编号 主要元素化学成分(%) C Si Mn Cr Mo Cu Ni 1(未变质) 2.6~2.80.6~1.00.8~1.218~20 1.5~1.8 1.0~1.2 1.0~1.2 2(变质) 2.6~2.80.6~1.00.8~1.218~20 0.8~1.00.5~0.70.5~0.7 1.2每吨铁水的配料对比 表2:配料对比 原工艺新工艺 炉料名称配比(%)重量(Kg)炉料名称配比(%)重量(Kg)钒钛生铁55 550.0 钒钛生铁55 550.0 铬铁33 330.0 铬铁33 330.0 锰铁 1.2 12.0 锰铁 1.2 12.0

高铬铸铁(上篇)

铮铮硬骨高铬铸铁(上篇)2009-8-5 17:20:49 高铬白口抗磨铸铁(以下简称高铬铸铁)是一种性能优良而受到特别重视的抗磨材料。它以比合金钢高得多的耐磨性,和比一般白口铸铁高得多的韧性、强度,同时它还兼有良好的抗高温和抗腐蚀性能,加之生产便捷、成本适中,而被誉为当代最优良的抗磨料磨损材料之一。 高铬铸铁属金属耐磨材料、抗磨铸铁类铬系抗磨铸铁的一个重要分支,是继普通白口铸铁、镍硬铸铁而发展起来的第三代白口铸铁。早在1917年就出现了第一个高铬铸铁专利。高铬铸铁一般泛指含Cr量在11-30%之间,含C量在2.0-3.6%之间的合金白口铸铁。我国抗磨白口铸铁国家标准(GB/T8623)规定了高铬白口铸铁的牌号、成分、硬度及热处理工艺和使用特性。其典型成分及工艺如下表: 表1高铬铸铁的牌号及化学成分(GB/T 8623) %

表2高铬铸铁的硬度(GB/T 8623)

表3 高铬铸铁件热处理规范(GB/T 8623)

美国高铬铸铁执行标准为ASTMA532M,英国为BS4844,德国为DIN1695,法国为NFA32401。俄罗斯在前苏联时期曾研制了12-15%Cr、3-5.5%Mn,壁厚达200mm 的球磨机衬板,现执行?OCT7769标准。特别值得一提的是在近一个世纪里,曾为抗磨白口铸铁做出了卓越贡献的美国克莱梅克斯(Climax)钼业公司。1928年该公司首先发明了镍硬铸铁,把抗磨铸铁科技推向了一个空前高度。1974年为纪念国际GIFA,在杜赛尔多夫展览会上展示了名为“神秘1号”和“神秘2号”。即经典的高铬抗磨铸铁153(Cr15Mo3)和1521(Cr15Mo2Cu),现如今克莱梅克斯公司执行高铬铸铁标准如下,栏主提示大家这是特别值得一看的。

高铬铸铁衬板裂纹原因分析.

第29卷第6期 2008年12月 热处理技术与装备 RECH砌JISHU YUZHUANGBEI Vd.29.No.6 Dec.,2008 ?现场经验? 高铬铸铁衬板裂纹原因分析 李振球1,付向上1,杨乘东2,程翔1 (1.江铜集团德兴铸造有限公司,德兴江西334224;2.昆明理工大学材料学院,云南昆明650021)摘要:分析高铬铸铁的大型立磨机衬板热处理过程中产生裂纹的原因,结果表明:预埋铁设计放置 位置欠佳,造成产品的铸造残余应力过大。以至于在热处理加热时的临时热应力与铸造残余应力叠 加,而使预埋铁的近区产生裂纹。 关键词:裂纹;铸造残余应力;临时热应力;预埋铁中图分类号:TGl63文献标识码:A 文章编号:1673-4971(2008)06—0061-02

TheAnalysisofReasonsFormedCracklesinthe??Underboardingof IIigh CrCastIron LI Zheng—qiul,Fu Xing—shan91,YANG Cheng-don矿,CHENG Xiang (1.DebugCastingCo.Ltd.,JiangxiCopper Corporation,Sexing JiaII鲥334224,China; 2.ConegeofMaterials,KunmingUniversityofScienceandTechnoloffl,KunmingYunnan650021,China) Abstract:Thispaperanalysisedthe r,BR,.qon8 formedcrackl伪intheunderboardingthatlnadeofhi曲Cr

高铬铸铁的热处理

高铬铸铁的热处理 1. 退火 由于高铬制品其铸态硬度较高,为改善工件的机械加工性能,所有毛坯必须进行必要的软化退火处理。 具体工艺( 以壁厚不超过100mm且外形较复杂铸件为例) 如下。 首先将需处理工件在室温下装入热处理炉,然后随炉缓慢升温至400 ℃左右进行保温1 ~2h,随后将炉温升至600 ℃再进行保温1 ~2h,之后以不超过150 ℃/ h的温升速度,将炉温快速升至950 ℃后进行2 ~3h 的保温,而后停止加热,待炉温自然降至820 ℃左右,此后可控制电炉以10 ~15 ℃/ h 的温降速度将炉温降至700 ~720 ℃,并在此温度保温4 ~6h ( 工件越厚其保温时间应越长) 后停炉,工件可视情况随炉冷却或出炉置于静止的空气中冷却至室温( 以获得珠光体基体,满足性能要求,便于切削加工) 。 具体生产中,若所处理工件形状较为简单,也可采用较快速的退火工艺,即在温升至950 ℃并保温3h 后停炉,之后可随炉冷却至400 ℃左右,然后打开炉门,继续冷却至300 ℃以下,工件即可出炉空冷。 工件退火后可进行机械加工,由于高铬白口铸铁在淬火过程中尺寸变化比铸钢和灰铸铁小的多,一般无须矫正尺

寸,对于按工艺要求需磨削加工的工件所留磨削量也可很小。 2. 淬火 将机械加工后的工件室温装炉,以小于80 ℃/ h 的温升速度将炉温升至600 ℃( 若工件较厚或形状较复杂,可在温升至300 ℃、400 ℃、500 ℃、600 ℃时分别给予0. 5h 的保温) ,之后以不超过150 ℃/ h 的温升速度将炉温升至淬火温度950 ~980 ℃后进行保温,保温时间为2~4h ( 视工件厚薄不同保温时间有所差别,越厚保温时间越长) ,而后将工件快速出炉进行空冷,若遇环境气温较高,淬火时应辅以强风和水雾喷洒,以强化冷却,淬火工艺曲线如图2 所示。 3. 回火 为降低铸件残余应力和脆性,并保持其淬火得到的高硬度和耐磨性,同时也使马氏体得以回火,以及残余奥氏体有所减少,应对淬火后的工件再进行230 ~260 ℃的回火处理。具体工艺为: 将工件在室温状态下装炉,再升温至230 ~260 ℃,保温3 ~6h,之后出炉空冷。

高分子材料老化类型

本文摘自再生资源回收-变宝网(https://www.360docs.net/doc/9611484375.html,) 高分子材料老化类型 塑料的老化主要是环境降解,其降解主要有热老化、大气老化、机械降解、化学降解、应力开裂、离子化辐射、磨蚀和腐蚀、生物降解。同一种塑料在加工和使用过程中会同时受到几个因素的影响,即有几种老化过程同时发生,一般说来几种老化过程的结合往往使材料损坏更加严重。但实际过程中单一的老化过程是很少的,往往是几种过程的结合。 其实树脂合成出来后,从加工到使用等一系列过程中都会发生老化。 原始树脂首先遇到的环境老化是在塑料加工厂,塑料粒子在热、微量湿度和氧的作用下进行挤出、注射模压及其它加工过程,有热老化和力老化;产品中存留残余应力,使老化更加容易;塑料容器或制品离开加工厂,在运输和贮存过程中要受阳光的照射,大气降解、辐射降解会发生;最后制品的使用过程中,例如包装有机溶剂或洗涤剂溶液会产生环境应力,会发生化学降解、环境应力开裂等老化。当塑料制品到达废品收集箱,并进入循环回收过程,塑料亦要经历一系列老化过程,非常复杂。塑料的老化程度限制着制品的再生利用性。 严重老化的塑料只能进行四级循环。以下分别介绍几种常见的高分子材料老化过程。 1、热老化过程 热老化在高分子材料加工和使用过程中都会遇到。热老化通常分为三个过程:热降解、热氧化降解和水解。热降解过程也有自由基产生、增长和结合过程。自由基的反应过程伴随着无规链剪断、交联和解聚过程。交联是热降解中出现的一个明显过程,可以在聚合物结构中引入微凝胶。如PE、PVC、PC在150~200℃以上会发生交联。

高分子链在热的作用下会发生链剪断过程,剪断地点往往在分子链的薄弱点上或反应点上。若反应点在链的末端,则发生解聚反应,形成单体产物,如聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲醋降解会分别产生大量的单体苯乙烯(st)、甲基丙烯酸甲醋(MMA);若反应点在分子链的任何处发生,会发生无规链剪断,通常不形成单体或形成的单体非常少。 热氧化降解与热降解类似,主要在降解过程中有氧的存在。氧的存在往往影响降解过程,降解产物往往是氧化物,如醇、醛、酸等物质。高分子在氧存在下会发生氧化反应,同时容易产生自由基,然后进行自由基的增长和终止反应,最重要的特点是在此过程中,有含氧自由基的参与。湿气的作用会使聚合物发生水解,加速老化,尤其对缩聚形成的高分子如PET、聚酰胺、聚碳酸酯等。水可以自然地吸附于树脂表面,在加工前如不进行适当的干燥处理,在加工过程中易发生水解反应而使树脂的分子量降低,甚至降低材料的性能,不能满足使用要求。 2、一些聚合物的热老化 ①聚烯烃 聚乙烯在无氧状态下在200~290℃会发生交联和链剪断反应,但是温度高时,以剪断为主。交联反应与叔碳原子有关,叔碳原子多少决定着交联反应发生的难易程度。低密度聚乙烯比高密度聚乙烯易发生交联反应,这与分子链上氢原子被抽提的难易程度有关。支化PE的支化程度高,其分解速率高。在氧存在下,支化聚烯烃也比线型聚烯烃 更易氧化。聚烯烃氧化后性能显著降低,1gLDPE树脂与5X10-7g氧反应后的性能变化如下表所示。 聚烯烃降解程度不仅依赖于聚合物的化学结构,还依赖于聚合物的结晶结构。结晶聚合物比非结晶聚合物的热氧化困难,原因是氧在非晶区的扩散比在结晶区的扩散更快。大家知道,HDPE的结晶度比LDPE高,在相同条件下比较它们的热氧化性,发现LDPE 对氧的摄取比HDPE}决,HDPE的降解要慢于LDPE。当温度提高时,随结晶结构的破坏,聚合物的氧化降解更加容易。

高铬铸铁实用生产工艺

高铬铸铁实用生产工艺 高铬合金锤头标准生产工艺 一、材质牌号:KMTBCr20Mo 二、化学成分: C% Si% Mn% S% P% ΣRe% 2.70-3.05 0.40-0.90 0.60-1.0 <0.05 <0.05 加入量0.3 Cr% Mo% Ti% V% Cu% B% 18-22 0.2-0.5 0.1-0.2 0.1-0.2 0.4-0.8 加入量 0.01 三、常用原材料: 高碳铬铁:60#~65#,C,4.0,10.0%, 高碳锰铁:70#~75#,C,3.0,7.0%, 钼铁:55#~60#,C?1.0%, 钛铁:30#~40#,C,0.1,0.3%, 钒铁:40#~50#~75#,C=0.3-1.0, 硼铁:20#~25#,C=1.0-2.5%, 稀土硅:5,8~8—11~1,15等, 硅铁:75#~C?1.5%, 紫铜:Cu?99.99%, 增碳剂:石墨电极粉~C?95%, 废钢:普通碳素钢、合金钢等钧可, 生铁:低磷杂铁、Q10、Q12、Q16、Z14、Z18~,含铅、含锡的不能加,轴瓦、锉刀、高磷铸铁、高硅铸铁、硅钢片等不加或少加,。 四、冶炼步骤:

1、首先混合加入生铁、废钢、铬铁三种原材料融化铁水, 2、取样分析化学成份, 3、继续加少量回炉料等待化验结果, 4、根据化验结果调整含碳量~并加回炉料至炉满, 5、加入钼铁~铜,,钼较难融化~但又要尽量减少烧损~故一定要掌握好加入时间,铜不烧损~可随时加入, 6、一边升温一边于约出铁前7分钟加入钒铁,,需要增硅的在此时加入硅铁, 7、出铁前4,5分钟加入锰铁, 8、出铁前3,5分钟先插入铝线~然后再加入钛铁, 9、打渣出炉, 10、稀土硅放置在吊包底部~冲击融化。 11、铁水镇静2—3分钟~开始浇注。 五、造型工艺: 一,涂料组成 1、耐火骨料:石英砂或钢玉砂,当铸件粘砂严重的时候~第一层用钢玉砂~第二层用石英砂,, 载体:水; 2、 3、粘结剂:白乳胶(有机) 4、悬浮剂:钠基膨润土、羧甲基纤维素; 另外,可根据生产实际情况选用如下材料: a/渗透剂,为了增强涂料对泡沫表面润湿能力,提高涂挂性; b/消泡剂,为了消除涂料当中的气泡,特别是用搅拌桶工艺的,更需要消泡; c/防腐剂,为了防止水基涂料中有机物质变质,有甲醛水溶液(福尔马林)、三氯苯

金属材料学习题

安徽工业大学金属材料学习题 ※第一章钢的合金化原理 1.名词解释: 1)合金元素; 2)微合金元素; 3)合金钢; 4)微合金钢;5)奥氏体形成元素; 6)铁素体形成元素; 7)原位析出(转变);8)离位析出(转变); 9)晶界内吸附; 10)二次淬火;11)二次硬化 2.合金元素V、Cr、W、Mo、Mn、Co、Ni、Cu、Ti、Al中哪些是铁素体形成元素? 哪些是奥氏体形成元素?哪些能在α-Fe中形成无限固溶体?哪些能在γ-Fe 中形成无限固溶体? 3.阐述主要合金元素对扩大或缩小γ相区的影响,并说明利用此原理在生产中有何意义? 4.简述合金元素对铁碳相图(如共析碳量等临界点)的影响。 5.说明合金钢中碳化物形成元素(V,Cr,Mo,Mn等)所形成的碳化物基本类型及其相对稳定性。 6.主要合金元素(V,Cr,Ni,Mn,Si,B等)对过冷奥氏体冷却转变影响的作用机制。 7.合金元素对马氏体转变有何影响? 8.如何利用合金元素来消除或预防第一次、二次回火脆性? 9.如何理解二次硬化与二次淬火两个概念的异同点。 10.一般地,钢有哪些强化与韧化途径? 5※第二章工程结构钢 1. 名词解释: 1)热脆;2)冷脆;3)蓝脆;4)氢脆;5)双相钢;6)针状铁素体钢 2. 对工程结构钢来说,为何考虑低碳?普通碳素钢的主要局限性是哪些? 3. 对高强度低合金钢的基本性能要求是什么? 4. 合金元素在低合金高强度结构钢中的主要作用有哪些? 5. 什么是微合金钢?哪些是生产微合金钢的主要添加元素? 6.微合金化元素在微合金化钢中的作用是什么? 7. 低碳贝氏体钢的合金化有何特点? 8.说明针状铁素体的合金化与形成特点? 9.双相钢的组织与性能有何特点? 5※第三章机械制造结构钢 1.名词解释 1)调质钢;2)液析碳化物;3)带状碳化物;4)网状碳化物;5)水韧处理;6)超高强度钢 2.对调质钢、弹簧钢进行成分、热处理、组织及性能的比较,并熟悉各自主要钢种。

高锰钢、高铬铸铁

高锰钢衬板、锤头、筛条、颚板等是目前水泥厂最为广泛使用的铸钢件,它以高的耐磨性,良好的韧性和经济性深受欢迎。 高锰钢的特点:高锰钢具有良好的塑性和冲击韧性,在外力冲击下表面产生硬化层,已硬化的表面层被磨损以后,出现新的表面层,又继续被加工硬化。因此,高锰钢铸件是有高的表面耐磨性,·里面部分仍保留原机械性能。因为高锰钢具有以上特点,所以目前世界上还未有任何耐磨材料可完全代替高锰钢。 高铬抗磨铸铁的特性及应用 含铬量为12。30%,含碳量为2.4。3.6%的高铬铸铁,通过高合金化 和热处理手段可得到马氏体或奥氏体或二者混合型的基体以及铬的特殊 碳化物。这种特殊碳化物为呈六角晶系的Me,C,,其硬度高达HVl200。1600,远高于渗碳体型碳化物和常见的矿物磨检的硬度。这类碳化物的存 在是高铬铸铁获得高抗磨性的主要原因、此外,高铬铸铁中的共晶结构与 一般铸铁中的莱氏体不同。一般铸铁中的莱氏体呈连续网状,而合高铬的 共晶碳化物呈断开的块、条状态。相当于在基体上镶嵌入高硬度的颗粒。 因此,不仅抗磨性好,而且大大削弱了高硬度相的脆化作用,相对而言有 较好的韧性。 高铬铸铁中的高硬度马氏体基体,强有力地支承碳化物颗粒,避免工 作过程中碳化物从磨损表面脱落,保证了材料的高抗磨性。因此高铬铸铁 作为高抗磨材料已有效地应用于破碎、研磨、物料输送等机械和冶金设 备。尤其在磨料磨损和冲击磨损的机件(如:破碎机滚筒、料仓衬板、高 炉料钟、料斗、运煤槽衬板、磨煤机辊套、轧辊、渣浆泵过流部件等)方 面应用更为广泛。 通过分析衬板在正常的工况条件下的磨损机理及材料相应的特性,确定衬板合理的 组织和化学成分,研制中碳低合金耐磨钢ZG40Cr2SiMnMoV,机械性能:σb≥1 200 MPa, HRC≥50, αK≥18 J/cm2.试制后测定工艺性,结合生产实际,制订各工序的操作要点和工艺参数,正式投产,产品符合设计要求,使用寿命为高锰钢衬板的2~3倍,成本持平,是高锰钢理想的替代材料.

高铬合金耐磨铸铁生产技术

高铬合金耐磨铸铁生产技术(转 一、高铬铸铁的熔炼 1. 高铬铸铁化学成分( 见下表) 2. 原料要求 另外,还需工业纯铜和废旧电极块( 用于调整碳含量) 等。 3. 熔炼工艺要求 ( 1) 出炉温度高铬铸铁的熔点比一般铸铁高,约为1200 ℃,出炉温度约为1500 ℃,熔炼选用中频感应电炉。 ( 2) 炉衬采用酸性或碱性炉衬均可,炉衬的配比、打结、烘干和烧结均按常规工艺进行。 ( 3) 装料一般按正常顺序加料,先将灰生铁、钼铁等难熔铁合金装入炉底,而后将废钢等按照下紧上松的原则装填( 有助于塌料) 。 ( 4) 送电熔化将电炉功率调至最大进行熔化,由于Cr 的熔炼损耗较大( 约5 % ~15 %) ,故铬铁应在最后加入,通常是待废钢全部熔化后加入烤红的铬铁。 ( 5) 脱氧待金属炉料全部熔化并提温至1480 ℃后,再加入锰铁、硅铁及铝进行脱氧。 ( 6) 浇注在中频感应炉中熔化,温度不必太高,温度达到1480 ℃时即可出炉,铁液在包内应停留一段时间进行镇静,视工件大小不同可在1380 ~1410 ℃之间进行浇注。 二、生产工艺要点

(1) 高铬铸铁铸造性能较差,其热导率低,塑性差,收缩量大,且有大的热裂和冷裂倾向,在铸造工艺上要将铸钢和铸铁的特点结合起来考虑,必须充分注意铸件的补缩问题,其原则与铸钢件相同( 采用冒口和冷铁,且遵循顺序凝固原理) 。由于合金中铬含量高,易在铁液表面结膜,所以看起来铁液流动性差,但实际上流动性较好。 ( 2) 造型宜采用水玻璃硅砂等强度高且透气性好的砂型,涂料应采用耐火度高的高铝粉或镁粉与酒精混合拌制。另外,为获得细晶粒组织和好的表面质量,在铸件外形不太复杂的情况下,金属型铸造也被广泛采用。 ( 3) 高铬铸铁的收缩量与铸钢相近,模样制作上其线收缩率可按1. 8 % ~2 % 进行计算。在砂型制作上,其冒口大小可按碳钢的规定进行计算,而浇注系统则按灰铸铁计算,但需把各截面积增加20 % ~30 % 。浇冒口的选择应注意两个方面: 一是要保证铸件工作带( 使用部位) 的质量; 二是要尽量提高铸件的成品率。 ( 4) 由于高铬铸件的冒口不易切除,因此造型时在冒口形式上宜采用侧冒口或易割冒口。 ( 5) 在具体零件的铸造工艺设计上,要注意不能让铸件出现受阻收缩,以免造成开裂。另外,浇注后开箱温度过高也极易造成铸件开裂,540 ℃以下的缓冷是十分必要的,应使铸件在铸型中充分冷却,然后再开箱清砂,或开箱后先勿清砂而堆在一起( 铸件、浇冒系统等) 围干砂缓冷。开箱周围环境必须保持干燥,不得潮湿有水,否则极易造成铸件裂纹。 ( 6) 浇注温度要低,有利于细化树枝晶和共晶组织,而且可避免出现因温度过高而造成的收缩过大及表面粘砂等缺陷。浇注温度一般比其液相线( 1290 ~1350 ℃) 高55 ℃左右,轻小件一般控制在1380 ~1420 ℃,壁厚100mm以上的厚重件控制在1350 ~1400 ℃。 三、高铬铸铁的热处理 1. 退火 由于高铬制品其铸态硬度较高,为改善工件的机械加工性能,所有毛坯必须进行必要的软化退火处理。 具体工艺( 工艺曲线见图1 ,以壁厚不超过100mm且外形较复杂铸件为例) 如下。 首先将需处理工件在室温下装入热处理炉,然后随炉缓慢升温至400 ℃左右进行保温1 ~2h,随后将炉温升至600 ℃再进行保温1 ~2h,之后以不超过150 ℃/ h的温升速度,将炉温

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