高铬铸铁(上篇)
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。
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，Mo0.351、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。
高铬抗磨铸铁的特性及应用
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.铸造后水韧,就是和用水淬火一样的过程,温度1100摄氏度,获得过饱和的单相奥氏体,因为它的奥氏体能在常温下存在,组织硬度,强度不高,但表面在受到强烈的挤压和摩擦后发生强烈的加工硬化,相变成马氏体并析出碳化物,获得高的耐磨性,而心部还是高抗冲击的奥氏体.表面的硬化层磨损后,露出的心部又产生加工硬化.,水韧后就不再热处理了.否则在加热到250时会变脆可以理解为固溶处理！一般的水地韧处理为ZGMn13类高锰钢，主要用于承受冲击载荷工作的零件，其它如陆丰所言．奥氏体表面在受到冲击作用时，产生强烈的加工硬化，当硬化层被磨／崩掉后，又露出新鲜的奥氏体，重新硬化，如此反复．因其有强烈的加工硬化，故不可采用机械加工方法成形，主要用铸造方法所得，所以为铸钢．近年来有降低含锰量的做法，做出中锰钢，同样可以采用水韧处理．在模具钢中，早期的（约1982年出版的书中就有此说法）双细化处理工艺第一步有时称之为水韧（或油韧）具体为在模具钢进行锻造后，在钢之ACm点上，将钢淬入热水中（称水韧），淬入油中（称油韧），目的在于将碳化物大部分溶入奥氏体中，在淬火后重新高温回火后得到细而均匀的精粒状碳化物．再进行正常（或比正常奥体化温度略低）加热淬火，以期提升模具的韧性，耐磨性．锰钢主要用于需要承受冲击、挤压、物料磨损等恶劣工况条件，破坏形式以磨损消耗为主，部分断裂、变形。
高铬铸铁
（1）高铬铸铁铸性能较差，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％--2.0％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（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℃。
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高铬铸铁
高铬铸铁是一种含有高铬（一般大于12%）的铸铁材料。
它具有良好的耐磨、耐热、抗腐蚀等性能，广泛应用于矿山、冶金、水泥、电力等行业中需要抗磨、抗腐蚀性能较高的零部件制造。
高铬铸铁的主要优点有：
1. 良好的耐磨性：高铬铸铁中的高铬元素可以形成较硬的碳化铬（Cr7C3），提高材料的硬度和耐磨性。
2. 良好的耐热性：高铬铸铁中的高铬元素可以提高材料的热稳定性和耐高温性能，适用于高温环境下的工作。
3. 抗腐蚀性能优异：高铬铸铁中的高铬元素可以形成致密的氧化铬（Cr2O3）保护膜，有效阻止氧、水和其他腐蚀介质的侵蚀。
4. 加工性能好：高铬铸铁具有良好的铸造流动性和机械加工性能，可以通过各种铸造和加工方法进行成型。
尽管高铬铸铁具有许多优点，但也存在一些缺点，如易产生铬酸盐等有害物质，需要注意环保和安全问题。
此外，高铬铸铁较为脆性，对冲击和震动敏感，需合理设计和使用。
高铬铸铁
(2)添加微量V、Ti、W、Nb等元素，一则形成更高硬度的MC型碳化物，二则由于此类MC型碳化物熔点高，在凝固初期就弥散形核细化了共晶组织，随凝固时间的延续，晶粒数不断增加，液膜逐渐减少，变形减小，塑性增强，热裂敏感性也显著减小。
合金元素可在预脱氧后加入炉内，亦可安排在炉前进行处理。在Cr元素为12％-20％的质量百分比浓度的条件下，其微合金元素加入量Ti—V渣如前述：Mo为1．5％-2．5％；Mn为1．5％-3％；Cu为1．5％-2．0％；Nb为0．07％～0．10％。
1 冶金处理技术
冶金处理技术对优质高铬白口铸铁的改性作用受制于在处理过程中所应具备的相关的动力学条件，其中包括温度和成分浓度条件。实践也证明，这两个条件对提高高铬白口铸铁的使用寿命至关重要。高铬白口铸铁的冶炼温度以1520-1580℃、处理温度1440—1480℃、浇注温度1380-1420 ℃为宜；碳量应控制在2．4％-过冷倾向，使冷却速度对结晶过冷度的影响减弱，从而表现为厚大铸件断面的组织、性能趋以一致；
(6)变质处理、孕育处理和微合金化的共同作用细化了晶粒；消除了碳化物的网状析出；减少了夹杂数量、改变了夹杂形态、净化了晶界和铁液；增大了处理效果的稳定性，延长了“衰退”时间，为获得良好的亚温处理效果提供了有利的铸态组织和性能保证。
3 结语
分级化变质复合处理、孕育复合处理和微合金化处理的新工艺，为优质高铬白口铸铁的生产提供了简便稳定的技术支持。而建立动力学条件的冶金处理过程的局部和整体效果影响的理念，不论是运用该工艺，还是不断完善它都是必要的。
高铬铸铁化学成分范围
高铬铸铁化学成分范围
高铬铸铁化学成分范围
高铬铸铁是一种具有高强度、高耐磨性和高耐腐蚀性的铸铁材料。
其化学成分范围对于材料的性能有着至关重要的影响。
高铬铸铁的化学成分范围通常为：C 2.5-3.5%，Si 0.5-1.5%，Mn 0.5-1.0%，Cr 12-28%，Mo 0-3%，Ni 0-3%，Cu 0-1%，P ≤0.15%，S ≤0.10%。
其中，碳是高铬铸铁的主要合金元素之一，可以提高材料的硬度和强度。
硅可以提高铸铁的流动性和耐磨性。
锰可以提高铸铁的强度和韧性。
铬是高铬铸铁的关键合金元素，可以提高材料的耐磨性和耐腐蚀性。
钼、镍和铜等元素可以进一步提高材料的耐腐蚀性和耐磨性。
在高铬铸铁的化学成分范围中，磷和硫的含量也非常重要。
过高的磷和硫含量会降低材料的韧性和冲击韧性，从而影响材料的使用寿命和安全性。
在实际应用中，高铬铸铁的化学成分范围可以根据不同的使用要求进行调整。
例如，在一些高温环境下使用的高铬铸铁中，通常会增加钼的含量，以提高材料的耐热性和耐腐蚀性。
高铬铸铁的化学成分范围对于材料的性能有着至关重要的影响。
在实际应用中，需要根据不同的使用要求进行合理的调整，以获得最佳的性能表现。
高铬铸铁综合实验报告
高铬铸铁综合实验报告第一篇基础实验第一部分铸造综合设计实验在进行高铬铸铁试样制备之前先了解一下铸造实验室主要大型设备和常用设备的原理，使用维护和注意事项。
1、中频感应电炉使用可控硅元件连接成三相全控桥电路，将三相工频交流电压整流为单相直流电压。
（电压从0伏-540伏可调节）为逆变电路提供了电源。
炉体的感应线圈（铜管绕制）与补偿电容组成振荡电路，从而将三相工频电压转换成单相的中频电压（1000Hz）。
此电压通入感应线圈就可熔炼金属，也可中频淬火。
中频感应电炉在使用过程中一定要保证冷却水管畅通无阻。
在调节功率时不要超过额定值（电压<750V,电流<300A）。
2、真空热电炉利用可控硅调压器以及大功率变压器提供给石墨发热体可调节电压（0-30伏），石墨发热体安置在耐用钢板制作的炉体内，此炉体通过机械真空泵及扩散泵的工作将炉体内的空气抽出形成真空。
这样在一定的真空度夏可烧结材料。
真空热压炉在使用过程中同样保持冷水管畅通。
实验一铸造合金流动性测定实验内容：配制Al—Cu5%的合金，用螺旋型板制作砂型，将熔化好的试验材料浇入砂型，等凝固后，清理出螺旋形试样，测量出螺旋形试样长度，分析浇注温度、铸型性质对合金流动性的影响。
1、同种合金，铸型性质相同，分析浇注温度对合金流动性的影响。
由实验数据可知，同种合金，铸型性质相同，浇注温度越高，凝固后清理出的螺旋线长度就越长，说明合金流动性越好。
2、同种合金，浇注温度相同，分析铸型性质对合金流动性的影响。
由实验数据可知，同种合金，浇注温度相同，型腔内涂了黑烟的砂型比普通砂型凝固后清理出的螺旋线长度长，说明合金流动性较好。
实验二高铬铸铁试样的制备1、概述高铬铸铁是一种耐磨合金白口铁，它具有很高的抗磨料磨损性能、适当的韧性以及较高的抗磨蚀性，并且经退火后能被切割加工。
因此在世界上它得到了越来越多的应用，已被成功地用于各种磨煤机，矿石破碎机、水泥磨机、抛丸机、泥浆泵等受磨损严重的零件上，并获得显著的经济效益。
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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ҐOCT7769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。
表4 美国Climax钼公司规定的高铬铸铁成分（质量分子数） %
注：①碳含量为下限时，大断面中可能出现贝氏体。
高铬铸铁规模化工业应用，发达国家始于上世纪六十年代。
我国则在1969年由当时机械工业部与新日铁公司和八幡厂技术实验中心联合在武钢进行了轧钢实验，并取得了很好的效果。
很快第一部由国防工业出版社出版的《高铬铸铁轧辊的力学性能》问世。
它较为全面、详细地向国内介绍了高铬铸铁化学成分、合金元素的影响及熔炼和热处理相关问题。
而在抗磨料磨损方面的应用研究，始于1973年由西安交大铸工教研室与西安电力机械厂开始进行电厂制粉系统易损件的攻关。
同时于1980年编译出版了对我国耐磨材料行业有重要贡献的《磨料磨损与耐磨合金译文集》。
这本近300页，时价0.95元人民币的专著，可谓整整影响了一代耐磨材料人。
到了1986年，由西安交大周庆德教授在多年的教学和研究基础上总结编纂的真正具有中国特色、具有极强技术指导和工艺实操性的《铬系抗磨铸铁》一书出版。
咱们在以往讲座中曾感叹到“好书育人”！这本蓝色封面八开的论文集，可谓是“好书中的好书”。
当时正赶上我国铸造工业感应电炉如2000年水泥工业NSP窑因技术成熟、造价大幅度降低而猛烈推广之际，不经意间成了我国高铬抗磨技术起飞的助推器之一。
栏主生平在磨机衬板研究中几件得意之事之一，便是于1988年初安装在河南香山集团（前身偃师水泥厂）φ2.2×6.5m水泥磨高铬沟槽衬板，满负荷运转至2000年，共计运行了近十二年，至今记录未见有人打破。
前些日子搬家在一堆旧书、报、相片中，一本发黄的工作日志跃入眼中，一下打开了尘封二十年的记忆。
内中详细记载了当时根据论文集中的参数和市面合金价格而设计的该套衬板的化学成分。
至于热处理工艺则是全文照搬。
一次生产运转成功，各种性能数据与文中几乎不差分毫。
该厂过去是一台水泥磨一年换一套高锰钢衬板，这套衬板整整为该厂节省十余套衬板资金不说，十二年间光拆卸衬板就节省了十次以上。
日后再来到该厂，面对该厂干部职工的声声赞誉，甚有一个材料工作者的自豪感与成就感。
也就越发感谢这本书的编者周庆德先生和其它老师们。
如今时隔20多年，我仍清晰地记得当时拿到这本书时的情景：那是在1987年早春的一个下午，当我从驻马店邮局营业员手中迫不及待地取到这本书时，就如高尔基描写的：像一个扑在面包上的饿汉子。
回工厂宿舍的路上一手推着自行车，一手拿着书目不转睛地读着。
渐渐天色已黑，干脆一屁股坐在路边一块冰冷的石头上，就着昏暗的路灯一口气读完，才发觉肚子已饿得咕噜咕噜直叫。
抬头看着深邃的夜空中那明亮的星星，心里顿时敞亮了许多……从此这本书不知伴我度过多少不眠之夜，帮助解决了多少个高铬铸铁生产应用中的问题。
时间过的真快，一晃就过去了二十多年。
当年情景，历历在目，栏主的眼角湿润了……前年惊闻周庆德先生故世，一时间阵阵酸楚涌上心头。
周庆德先生是中国最顶尖的工科院校西安交大的耐磨材料学术带头人，堪为一代耐磨材料大师。
先生一生光明磊落、刚兼执正、治学严谨，不仅桃李满天下，科研成果更是丰硕满枝。
先生的文章专著含金量是一流的，没有把握的数据从不妄下结论，而是实事求是，真实提出疑问及下阶段建议。
笔者前段在重读先生二十年前与他的弟子燕平所著关于《高铬铸铁加硼》及前几年与其弟子赵四勇合著《关于高锰钢若干问题》二文，其扎实的文风真是让人敬佩。
至于时下学术界流行造假之风，先生更是深恶痛绝，每每口诛笔伐、慷慨激昂。
记得在有次全国学术大会上先生对当时流行的“中锰球铁”猛烈开炮，全不顾人情事故大声斥责为“伪科学”。
栏主与台下众人皆以热烈掌声向先生实事求是的科学精神表达心中的折
服和敬意。
而今先生驾鹤西归，唯愿先生一路走好。
相信先生在天国也一定会祈福他热爱并为之奋斗服务一生的中国耐磨材料事业。
有朋友曾不解的问：“卢总你说高铬铸铁很耐磨，其耐磨性可以轻而易举超过高锰钢几倍或更多，这我们相信。
但超过同等硬度合金钢耐磨性几倍是怎么回事呢？是否和磨损公式关系图违背呢？”这恰恰是高铬铸铁与常规耐磨材料的不同之处，欲知个中原因，且看栏主下回分解《铮铮硬骨高铬铸铁》（下篇）。