铬在铸铁中的作用

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高铬耐蚀铸铁

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。

铸造中合金元素分析

铸造中合金元素分析

1、铸铁的基本元素有哪些?各自的作用如何—对组织性能的影响?答:铸铁的基本元素为:碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)、磷(P)、硫(S)五大元素。

五大元素对铸铁组织性能的影响:(1)、碳本身就是构成石墨的元素,在铸铁中是促进石墨化元素。

但碳量过高,力学性能降低。

(2)、硅是强烈促进石墨化元素,但硅量过高,易使石墨粗大,力学性能降低,若含硅量过低;则易出现麻口或白口组织。

(3)、硫在铸铁中是有害元素,它以FeS的形式完全溶解于铁液中,并能降低碳在铁中的溶解度。

此外,硫在铸铁中还能恶化铸铁的铸造性能,当铁液中存在有大量硫化物时,就会降低铁液的流动性,补缩性能差,容易产生裂纹等缺陷。

因此,在灰铸铁中一般将含硫量限制在0.1-0.12%以下。

(4)、锰在铸铁中首先表现出抵消硫的一些有害作用上,因此铸铁中含有适量的锰是有益的。

通常锰的含量应控制在06-1.2%范围内。

(5)磷能增加铁水的流动性和提高铸铁的耐磨性,即铸铁的硬度随着含磷量的增加而增高,韧性则降低。

因此,普通灰铸铁中一般将含磷量限制在0.3%以下。

磷对铸铁的石墨化影响不大。

2、铸造碳钢的基本元素有哪些?各自的作用如何?答:碳钢的基本元素有:碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)、磷(P)、硫(S)五大元素。

铸造碳钢是熔模铸造生产中应用极为广泛的材料。

碳钢的主要元素是碳,其含量为0.12-0.62%。

改变含碳量可在很大程度上改变钢的机械性能。

此外,钢中含有硅、锰、磷、硫四大元素,硅、锰有脱氧和去硫作用,但且含量变化不大,对性能的影响也不大。

磷、硫在钢中均为有害元素,并在不同质量要求的钢中均有一定的限制。

磷和硫在钢中含量越少越好。

3、铸造合金钢常用的合金元素有哪些?加入的目的是什么?答:(1)含碳量越高,钢的硬度越高,耐磨性越好,但塑性及韧性越差。

(2)硫是钢中有害元素,含硫量较多的钢在热压力加工时容易脆裂,这种现象通常称为“热脆”。

(3)磷能提高钢的强度,但使钢的塑性及韧性明显下降,特别在低温时影响更为严重,这种现象通常称为“冷脆”。

高铬铸铁

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℃。

高铬铸铁_??????

高铬铸铁_??????

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。

cr28高铬铸铁化学成分

cr28高铬铸铁化学成分

cr28高铬铸铁化学成分CR28高铬铸铁是一种高性能的合金铸铁。

它的化学成分决定了它的物理性质和机械性能,因此在铸造行业中,深入了解CR28高铬铸铁的化学成分是十分重要的。

首先,CR28高铬铸铁中的主要成分是铁和铬。

铁占据了大部分的成分,是CR28高铬铸铁的基础。

铬是一种重要的合金元素,占据了CR28高铬铸铁成分的28%左右。

铬的加入可以大大提高铸铁的耐磨性、耐腐蚀性和抗氧化性,从而使得CR28高铬铸铁能在恶劣的环境下长时间保持高强度、高硬度的特性。

其次,CR28高铬铸铁中的碳含量也是十分重要的。

通常,CR28高铬铸铁的碳含量为2.8%-3.2%。

碳的加入可以提高铸铁的硬度和耐磨性,但过多的碳含量会导致铸铁脆性增加,从而影响机械性能。

因此,对于CR28高铬铸铁的制造来说,控制好碳含量十分关键。

此外,CR28高铬铸铁中还包含着一些其他的合金元素,如硅、锰、磷等。

这些元素的加入可以改善铸铁的流动性和耐火性,从而提高铸造生产效率。

但是需要注意的是,过多的合金元素也可能会对机械性能产生不良影响。

最后,CR28高铬铸铁的化学成分需要通过精确的铸造工艺来控制。

一旦成分控制不当,就会影响到铸铁的性能。

因此,在铸造生产中,需要严格控制铸铁的配比和铸造条件,以确保CR28高铬铸铁的物理性能和机械性能都尽可能地满足需求。

总之,CR28高铬铸铁的化学成分包括铁、铬、碳、硅、锰、磷等多种元素。

这些元素的不同含量会对铸铁的性能产生不同的影响,因此在制造CR28高铬铸铁时需要精确控制化学成分,以保证铸铁的高强度、高硬度和优秀的耐腐蚀性。

高铬铸铁

高铬铸铁
例如,分级变质工艺是出液前向炉内加入0.06%—0.10%的钛铁和0.3%-0.4%的1号稀土硅铁合金,出铁液前将0.08%-0.12%Si20A150Fe+0.04%-0.08%Mg合金投入铁液包,出铁液时随流加入0.05%-0.10%Bi,转包时在包中加入0.6%-1.0%的1#稀土硅铁合金或在瞬时随流浇注时加入0.04%—0.08%的Ce-RE。
(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。

铸态高铬铸铁磨球的研究与应用

铸态高铬铸铁磨球的研究与应用

铸态高铬铸铁磨球的研究与应用引言磨球是一种用于磨料颗粒磨碎的磨料介质,广泛应用于磨矿、水泥、电力、化工等行业中的磨矿机、球磨机、振动磨等设备中。

铸态高铬铸铁磨球具有高硬度、高耐磨性、高抗冲击性和高耐腐蚀性等优点,是目前工业中常用的磨料介质之一。

本文将从铸态高铬铸铁磨球的材料性能、生产工艺、应用领域等方面进行详细介绍,旨在为相关领域的研究者和工程师提供参考和指导。

第一部分铸态高铬铸铁磨球的材料性能1、合金组织结构铸态高铬铸铁磨球的合金组织结构是其材料性能的关键因素之一。

铸态高铬铸铁磨球的主要合金成分是铬和铁,其中铬的含量通常在10%到30%之间,铁的含量则占到合金总量的大部分。

此外,合金中还包含少量的碳、硅、锰、硫、磷等元素,这些元素对于合金的性能也有一定的影响。

铸态高铬铸铁磨球的主要组织结构包括奥氏体、渗碳体和铁素体。

其中,奥氏体是一种高硬度、高强度、高韧性的组织,是铸态高铬铸铁磨球的主要组织结构。

渗碳体则是一种较硬的组织,能够有效地提高磨球的耐磨性能。

铁素体则是一种较软的组织,对于磨球的耐磨性能影响较小。

此外,铸态高铬铸铁磨球中的氧化铬和氧化铁等氧化物颗粒也会对其性能产生一定的影响。

2、硬度铸态高铬铸铁磨球具有较高的硬度,通常在HRC55到65之间。

硬度是磨球的重要性能指标之一,它直接影响磨球的磨损率和使用寿命。

铸态高铬铸铁磨球的高硬度使其能够有效地抵抗磨料颗粒的磨损和碾磨,从而延长磨球的使用寿命。

3、耐磨性能铸态高铬铸铁磨球具有良好的耐磨性能,能够承受高强度的磨料颗粒的冲击和磨损。

这主要是由于铸态高铬铸铁磨球的合金组织结构中包含了高硬度的奥氏体和渗碳体,以及氧化铬和氧化铁等氧化物颗粒。

这些组织结构和颗粒可以有效地抵抗磨料颗粒的冲击和磨损,从而提高磨球的耐磨性能。

4、抗冲击性能铸态高铬铸铁磨球具有良好的抗冲击性能,能够承受高强度的冲击力而不发生断裂或变形。

这主要是由于铸态高铬铸铁磨球的合金组织结构中包含了高强度的奥氏体,能够有效地吸收和分散冲击力,从而提高磨球的抗冲击性能。

铬在铸铁中的作用

铬在铸铁中的作用

铬在铸铁中的作用嘿,朋友们!今天咱们来聊聊铬这个神奇的元素在铸铁里扮演的超酷角色。

你可以把铸铁想象成一个超级战队,那铬呢,就像是战队里那个有着超能力的秘密成员。

铸铁本身就像个有点糙的大汉,能抗能打,但是有点小毛病。

这时候铬就闪亮登场啦。

铬就像一个超级美容师,它一进入铸铁的世界,就开始施展魔法。

铸铁原本那粗糙的表面,在铬的帮助下,就像是从邋遢大叔变成了精致型男。

铬能让铸铁的表面变得超级光滑,就好像给铸铁穿上了一层无比顺滑的丝绸睡衣,这光泽度啊,亮得能闪瞎你的眼。

而且啊,铬还是铸铁的超级保镖。

铸铁要是没有铬,就像个手无缚鸡之力的小可怜,很容易被腐蚀这个大坏蛋欺负。

但是铬一来,那可不得了。

它就像一道坚固的城墙,把腐蚀这个敌人死死地挡在外面。

不管是酸雨这个小喽啰,还是那些腐蚀性化学物质的大恶魔,只要铬在,铸铁就像躲在碉堡里一样安全。

铬在铸铁中的存在还像是一场奇妙的化学反应派对的灵魂人物。

它能改变铸铁内部的结构,就像一个超级建筑师,把原本杂乱无章的结构重新规划得井井有条。

原本的铸铁结构可能像一群乱哄哄的小蚂蚁,铬一来,就把它们整合成纪律严明的士兵方阵。

你要是把铸铁比作一艘船,那铬就是船底那最坚实的防护层。

在波涛汹涌的大海里,没有铬的保护,铸铁船就像个纸糊的小船,几下就被海水腐蚀得千疮百孔。

而有了铬,这船就像披上了一层金刚不坏之身,能乘风破浪,勇往直前。

铬在铸铁里还像一个活力无限的健身教练。

它能提高铸铁的强度和硬度,让铸铁从一个软弱无力的书生变成一个肌肉猛男。

以前可能轻轻一敲就会变形的铸铁,在铬的训练下,变得坚不可摧,就像一块打不烂的石头。

更有趣的是,铬在铸铁中的含量就像做菜时放盐的量一样讲究。

放少了,就像菜淡而无味,起不到足够的作用;放多了呢,又会像盐放多了的菜,难以下咽,还可能会有其他不好的影响。

铬和铸铁的组合,简直就是天生一对。

就像蝙蝠侠和罗宾,一个主内一个主外,共同打造出一个超级厉害的家伙。

它让铸铁在各个领域都能大显身手,从工业到生活,到处都有它们的身影。

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第六章合金元素在铸铁中的作用及合金铸铁在铸铁中加入一定的合金元素可以改变铸铁的铸态或热处理后的组织,从而改变其物理性能和化学性能。

我们把含有一定数量的合金元素,从而具有特定的物理或化学性能的铸铁称为合金铸铁。

本章主要介绍合金铸铁中常见合金元素在铸铁中的作用及合金铸铁的组织及性能特点。

第一节铬在铸铁中的作用及铬系耐磨铸铁一、铬对铁碳相图的影响及含铬碳化物为了更好地了解铬在铸铁中的作用,首先介绍有关相图。

图6—1是Fe-Cr 二元相图。

在Fe-Cr相图中,γ相区接近于环弧状,与Fe-C相图的γ相区相比,其温度范围要小一些,而成分范围更大一些。

在该相图中存在着σ相区,这种相为脆性相。

图6—1 Fe-Cr二元相图1──非平衡磁性转变线2──平衡磁性转变线图6—2为杰克逊(Jackson)用热分析法得到的Fe-C-Cr三元相图的液相面投影图。

6—2 Fe-C-Cr 三元合金的液相面图 该图表明,Fe-C-Cr 合金凝固时,随合金成分的不同,可以析出α、γ、K 1、K 2、K C五种不同的相。

在这五种相中,α和γ是固溶体相,其余三个相为结构不同的碳化物相,它们分别为:K 1=(Cr,Fe)23C 6K 2=(Cr,Fe)7C 3K C =(Cr,Fe)3C按照杰克逊所提出的相图,在准稳态时Fe-Cr-C 三元合金有三个包共晶反应和一个包共析反应,即1449℃时,L + K 1→α+K 21292℃时,L +α→γ+K 21184℃时,L +K 2→γ+K C795℃时,γ+K 2→α+K C这三种碳化物的晶体结构类型及其溶解碳和铬的能力见表6—1。

由图6—2可以看出,铬对铁碳合金中碳化物的相结构有重要影响。

当铬含量很低时,铁碳合金中的碳化物为K C ;铬含量较高时,碳化物主要为K 2;而只有当铬含量大于60%时,才可以在很窄的含碳量范围里析出K 1相。

这些碳化物可以和γ相形成共晶体,如果合金是亚共晶成分,则凝固时先析出γ相,当铁液成分达到共晶成分时,析出γ相和碳化物共晶体;如果合金是过共晶成分,则先析出碳化物,然后析出共晶体。

表6—1 Fe-C-Cr 中碳化物结构类型及其溶解碳铬能力通过γ三角区右边的斜线,可以大致估算出获得全共晶组织时铸铁中铬和碳含量的关系(见表6—2)。

表6—2 铸铁中全共晶组织时Cr—C含量(%)图6—3为Fe-C-Cr三元相图中含铬量分别为5%、13%和25%的等铬量垂直截面图,从中我们可以了解到不同成分的Fe-C-Cr合金冷却过程中组织转变。

6—3 Fe-C-Cr三元相图等铬量垂直截面图(点击放大)(a) 含Cr5%; (b)含Cr13%; (c)含Cr25%K1─(Cr,Fe)23C6;K2─(Cr,Fe)7C3;K C─(Cr,Fe)3C 许多学者的研究表明,铬对Fe-C相图有以下影响:(1)减小γ相区,并使共析点左移,γ相中碳的最大溶解度降低,当铬量达到20%时γ相区缩为一点,不再有单独的γ相存在;(2)使δ相的稳定温度降低;(3)使α相的稳定温度升高;(4)随着铬含量的提高,碳化物由(Fe,Cr)型依次向(Fe,Cr)7C3和(Fe,Cr)23C6型转变。

由于铬对铁碳合金组织的上述影响,使3C铬在耐磨铸铁中得到广泛应用。

二、含铬铸铁中的初生碳化物T.奥希德(T.Ohide)用含碳量为4.3%的过共晶铸铁研究了不同铬含量对铸铁中初生碳化物的影响。

结果表明,当含铬量为2~5%时,铸铁中初生碳化物为(Fe,Cr)3C型,试样由外表向中心逐层凝固。

随着铬含量的提高,试样体积凝固特征增强,当铬含量为20~30%时,初生碳化物为(Fe,Cr)7C3型,•试样具有明显的体积凝固特征。

用扫描电镜观察初生碳化物的形貌,(Fe,Cr)3C型碳化物为表面带有沟槽的片状,而(Fe,Cr)7C3型为相互交织的六角形杆状。

在过共晶高铬铸铁中,初生碳化物常常处于共晶晶区的中心。

由此可以推断,在这种条件下,共晶转变首先在初生碳化物周围开始进行。

三、含铬铸铁中的共晶组织在莱氏体共晶中渗碳体是领先相,而对于高铬铸铁而言,在(Fe,Cr)7C3型碳化物与奥氏体共晶中奥氏体是领先相。

高铬铸铁的共晶属于纤维状的小晶面(碳化物)──非小晶面(奥氏体)共晶,其特征是奥氏体连成一片,在奥氏体或其转变产物上分布着硬而脆的纤维状碳化物(Fe,Cr)7C3,这些碳化物有许多是空心纤维。

高铬铸铁所具有的这种组织特征使其韧性有一定程度的提高。

共晶转变的温度区间对铸铁的共晶组织形貌有影响。

当共晶转变温度区间较小时,共晶晶区的外形较平坦,碳化物尺寸较小,而且均匀。

铬含量对高铬铸铁共晶转变温度区间有影响,图6—4为实测铬含量与共晶转变温度区间的关系。

从中可以看出,含铬30%时共晶转变区间最小,只有20℃左右;含铬15%时,共晶转变温度区间最大,大约为65℃。

6—4 共晶转变温度与铬含量的关系四、铬系耐磨铸铁按照含铬铸铁的组织结构和使用情况,铬系铸铁可以分为三大类:第一类为具有良好高温性能的铬系白口铸铁。

这种铸铁含铬量为33%,其组织多数为奥氏体和铁铬碳化物,有时也出现铁素体。

这种合金除具有一定的耐磨性外,在温度不高于1050℃的高温工作条件下,具有良好的抗氧化性能,也适用与在低腐蚀条件下工作。

第二类为具有良好耐磨性的铬白口铸铁(简称高铬铸铁)。

这种铸铁中除含有12~20%的铬外,还含有适量的钼。

这类铸铁凝固后的组织为(Fe,Cr)7C3型碳化物和γ相。

在随后的冷却过程中,γ相可部分或全部转变为马氏体。

当基体全部为马氏体时,这种合金的耐磨性能最好。

如果基体中存在部分残余奥氏体,则在载荷作用下,在磨损过程中仍会有一些残余奥氏体转变为马氏体。

为了获得良好的耐磨性能,希望这种合金中的奥氏体全部转变为马氏体。

但在铸态下,这种转变往往是不充分的,因此这种合金通常要进行热处理。

第三类为低铬合金白口铸铁。

与普通白口铸铁相比,这种铸铁中碳化物的稳定性更好。

这是因为在这种合金的凝固过程中,铬可以完全溶入碳化物中,而使凝固后得到的碳化物相稳定而不分解。

目前在高合金白口铸铁中使用最广泛的是高铬铸铁,下面详细介绍这种铸铁。

1.高铬铸铁的化学成分与组织高铬铸铁中的主要合金元素是铬。

铬含量在10%•以上时才能可靠地得到(Fe,Cr)7C3型碳化物。

铬除形成碳化物外,还有一部分固溶于γ相中,提高其淬透性。

高铬铸铁的淬透性与铬和碳的含量有关,随铬碳比的增加,淬透性提高,高铬铸铁的铬碳比通常为4~8。

高铬铸铁的性能与其碳化物的含量有直接关系,提高碳化物含量,可以提高其抗磨性,但韧性和淬透性降低。

高铬铸铁中碳化物的含量与其碳和铬的含量有关,其定量关系可由下式表示K%=11.3C%+0.5Cr%-13.4由上式可见,提高碳和铬的含量,可提高碳化物的百分含量(K%),其中碳的作用比铬大得多。

为了提高高铬铸铁的淬透性,往往在高铬铸铁中加入一定的合金元素,这些元素通常是钼、镍、铜等。

有时高铬铸铁中还含有少量的钒、硼等元素,其中钒可以使碳化物球化,并细化高铬铸铁的组织,从而使其韧性提高;硼可促进碳化物的形成,并固溶于金属基体中,提高其显微硬度。

高铬铸铁的成分可参见表6—3。

表6—3 美国Climax钼公司高铬铸铁成分及硬度表中15-3是指Cr15%-Mo3%,15-2-1是指Cr15%-Mo2%-Cu1%,20-2-1是指Cr20%-Mo2%-Cu1%。

在15-3牌号中,高铬铸铁又按碳的高低分为四类,其中低碳的韧性好但硬度低,适合于冲击载荷比较大的工况,高碳的硬度高,但韧性相对较差,适合于冲击载荷较小的场合。

2. 高铬铸铁的铸造性能高铬铸铁的铸造性能较差,表6—4为几种含铬铸铁的铸造性能,由于高铬铸铁的导热性低,塑性差,收缩大,其热裂和冷裂的倾向都比较大。

表6—4 几种含铬铸铁的铸造性能3. 高铬铸铁的热处理要获得具有理想的金相组织和良好的耐磨性的高铬铸铁,热处理是十分重要的环节。

图6—5为一种高铬铸铁的等温转变曲线。

图6—5 高铬铸铁等温转变曲线成分(%):C2.45% Cr20.2% Mo1.52%(a) 未去稳定处理(b) 去稳定处理1000℃/20min图中所示去稳处理是指升温至奥氏体化温度,析出二次碳化物,使奥氏体中的碳及其它合金元素含量有所降低,从而使奥氏体的稳定性也有所降低的处理过程。

若把珠光体转变鼻子在时间轴上的位置称为珠光体时间,则珠光体转变时间(τ珠)与合金成分的关系可用下式计算:=2.61-0.51C+0.05Cr+0.37Mo,slgτ珠此式适用于下述成分的合金:C1.95~4.31%, Cr10.8~25.8%,Mo0.02~3.80%。

对于连续冷却过程可以采用连续冷却转变曲线(CCT曲线)。

图6—6为一种高铬铸铁的连续冷却转变曲线,由该图可以预计不出现珠光体的临界试棒尺寸。

对于不同成分的高铬铸铁,不出现珠光体的临界试棒尺寸可用下式估算(D):lgD=0.32+0.158 (Cr/C)+0.385Mo, mm图6—6 高铬铸铁的连续冷却转变曲线成分(%):C2.45% Cr20.2% Mo1.52%奥氏体化处理:1000℃/20min化学成分%15-315-2-120-2-1超高碳高碳中碳低碳表6—3 美国Climax钼公司高铬铸铁成分及硬度表中15-3是指Cr15%-Mo3%,15-2-1是指Cr15%-Mo2%-Cu1%,20-2-1是指Cr20%-Mo2%-Cu1%。

在15-3牌号中,高铬铸铁又按碳的高低分为四类,其中低碳的韧性好但硬度低,适合于冲击载荷比较大的工况,高碳的硬度高,但韧性相对较差,适合于冲击载荷较小的场合。

表6—4 几种含铬铸铁的铸造性能注:1.表中分数的分子为平均值;2.热裂倾向值越小,热裂倾向越大;3.铸铁化学成分为%如有侵权请联系告知删除,感谢你们的配合!。

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