高铬白口抗磨铸铁资料1
高铬白口抗磨铸铁（以下简称高铬铸铁）是一种因性能优良而特别受到业内重视的抗磨材料。在耐磨性上，它比合金钢高得多；在韧性、强度上，它又比一般白口铸铁高得多；同时，它还兼有良好的抗高温和抗腐蚀性能，而且生产便捷、成本适中，因此成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中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、镍硬铸铁之后发展起来的第三代白口铸铁。高铬铸铁一般指含铬量在11%~30%、含碳量在2.0%~3.6%范围的合金白口铸铁。早在1917年就出现了第一个高铬铸铁专利。我国抗磨白口铸铁国家标准（G B /T 8623）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。
美国高铬铸铁执行标准为A S T M A 532M ，英国为B S 4844，德国为D I N 1695，法国为N F A 32401。俄罗斯在前苏联时期曾研制了含铬量12%~15%、含锰量3%~5.5%、壁厚达200m m 的球磨机衬板，现执行ГO C T 7769标准。特别值得一提的是，美国克莱梅克斯（C l i m a x ）钼业公司曾在近一个世纪的时间里，为抗磨白口铸铁的发展做出了卓越的贡献。1928年，该公司首先发明了镍硬铸铁，从而将抗磨铸铁技术推向了一个空前的高度。1974年，为纪念国际G I F A ，该公司在杜赛尔多夫展览会上展示了其名为“神秘1号”和“神秘2号”的经典高铬抗磨铸铁153（C r 15M o 3）和1521（C r 15M o 2C u ）。目前，克莱梅克斯公司执行的高铬铸铁标准见附表所示。栏主特别提示大家，这是非常值得一看的。
对高铬铸铁的规模化工业应用，发达国家始于上世纪60年代。我国则于1969年，由当时的机械工业部与新日铁公司及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，由国防工业出版社出版的第一部较为全面、详细地向国内读者介绍高铬铸铁化学成分、合金元素的影响及熔炼和热处理相关问题的图书———《高铬铸铁轧辊的力学性能》问世。而我国在抗磨料磨损方面的应用研究，则始于1973年西安交大铸工教研室与西安电力机械厂开始进行的电厂制粉系统易损件的攻关。他们于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》。这本内容近300页、价格0.95元人民币的专著，可谓影响了整整一代耐磨材料工作者。到了1986年，由西安交大周庆德教授在多年的教学研究基础上总结编纂的真正具有中国特色与极强技术指导和工艺实操性的《铬系抗磨铸铁》一书出版。都说“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”！当时正值我国铸造工业感应电炉如2000年水泥工业的N S P 窑一般，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的得意之事之一，便是于1988年初安装在河南香山集团（前身为河南偃师水泥厂）椎2.2×6.5m 水泥磨的高铬沟槽衬板满负荷运转至2000年，共计运行了12年，至今未见有人打破纪录。前些日子搬家，在一堆旧书、旧报、旧相片中，一本发黄的工作日志跃入眼中，一下儿打开了尘封20年的记忆。内中详细记载了当时根据《铬系抗磨铸铁》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。生产运转一次成功，各种性能数据与文中几乎不差分毫。要知道，该厂过去是1台水泥磨1年换1套高锰钢衬板，这套新安装的高铬沟槽衬板为该厂节省了10余套衬板资金不说，12年间光拆卸衬板就节省了10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他老师们。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，当我迫不及待地从驻马店邮局营业员手中取到这本书时，就如高尔基描写的：像一个扑在面包上的饿汉子。在回工厂宿舍的路上，我一手推着自行车，一手拿着书目不转睛地看着。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儿读完时，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些明亮的星星，心里顿时敞亮了许多……从此，这本书不知伴我度过了多少个不眠之夜，帮助我解决了多少个高铬铸铁生产应用中的问题。时间过得真快，一晃已过去了20多年。当年情景，历历在目，栏主的眼角湿润了……
前年，惊闻周庆德先生辞世，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，堪称一代耐磨材料大师。先生一生光明磊落，不仅桃李满天下，科研成果更是丰硕满枝。先生的文章、专著是含金量最多的，没有把握的数据从不妄下结论，而是实事求是，直接提出疑问及下阶段建议。栏主前段在重读先生20年前与他的弟子燕平所著的《高铬铸铁加硼》及前几年与其弟子赵四勇合著的《关于高锰钢若干问题》二文，其扎实的文笔真是让人敬佩。对于学术界一度流行的造假之风，先生更是深恶痛绝，每每口诛笔伐、慷慨激昂。记得在一次全国学术大会上，先生对当时流行的“中锰球铁”猛烈开炮，全不顾人情世故大声斥责其为“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所热爱并为之奋斗一生的中国耐磨材料事业逢勃发展。
言归正传。有朋友曾不解地问：“卢总，你说高铬铸铁很耐磨，其耐磨性可以轻而易举地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？是否违背了磨损公式关系图呢？”其实，这恰恰是高铬铸铁与常规耐磨材料的不同之处，高铬铸铁超过同等硬度合金钢耐磨性几倍甚至更多，是否与磨损公式关系相违背呢？答案是否定的。常规合金钢淬火后一般得到单一高硬度基体（如马氏体组织），而高铬铸铁不同，它得到的是高硬度马氏体基体上弥散分布的更高硬度的碳化物组织。前面的内容中说过，合金钢单一高硬度基体就如干硬的土地，而高铬铸铁则是干硬土地中埋设的大量的坚硬石块，农民要犁后面这样的地算是倒了大霉了。 高铬铸铁的成功在于C r 含量达到了12%，当铬碳比达到一定值时，铁碳的凝固过程就会发生改变，从而导致更高硬度的M7C3型碳化物生成，而非M3C 型。这就像熟料中的硅酸三钙与硅酸二钙一样，C3S 不仅早期强度高，后期强度亦高于C2S 。同样，M7C3型碳化物不仅硬度比M3C 型更高，且组织形态也与割裂基体的蜂窝状M3C 型碳化物不同，是结实的、不连续的条块状，其结果大大改善了材料的韧性。所以，高铬铸铁不仅硬度高，而且耐磨性也比同等硬度合金钢要高得多。此外，在强度、韧性和耐磨性上，高铬铸铁比一般白口铁也要高许多。时至今日，在水泥工业中优质高铬球可以轻松地用在椎5.6m 磨机上，其碎球率＜1%，磨耗吨水泥不足90g （含生料磨与水泥磨），表现极为出色；其中尤以凝聚了陈宗明、陈晓父子两代人以及上千名员工心血的安徽宁国耐磨材料总厂的凤形牌高铬球最为人称道。而今，宁国耐磨材料总厂的凤形牌高铬球，如一只美丽的金凤凰展翅高飞，漂洋过海，在世界各地大展风采。至于将高铬铸铁用在磨机衬板上其寿命超过高锰钢5倍以上，栏主在20年前即已将此技术发展成熟，只是在大磨上应用时其成分及工艺应作针对性调整罢了。此外，如果磨机衬板能改用增产节能型沟槽衬板（栏主与合肥院鲁幼勤于1986年共同合作研发成功）那就更棒了。其他如用在砂岩、页岩等硅质校正料的硬岩反击破板锤，更是至今都无法撼动其霸主地位。
近年来，高铬铸铁的应用领域不断延伸，在立磨磨辊、磨盘及辊压机辊子堆焊中异军突起，取得了良好的技术经济效益。可以说，现如今的高铬铸铁正当壮年，是水泥粉碎领域当仁不让的主力军。
高铬铸铁迄今已走过了近半个世纪的辉煌。美国金属材料协会指出，自上世纪90年代至未来的20年内将是新材料开发最活跃的时期。这些新材料主要集中在高合金材料、高功能聚合物、复合材料和精密陶瓷材料四大类上，其中高合金材料占60%以上。进入新世纪后，各国政府均已意识到各种材料的快速更新换代，对未来经济的发展是至关重要的。
工业领域中70%~80%的零件失效皆由磨损引起，高铬铸铁作为典型的高合金材料，其在抗磨料磨损领域的潜力被进一步挖掘，有关高铬铸铁的新工艺、新技术大量涌现。
栏主当前最为看好的技术有以下几类：
推荐指数★★★★★
1.半固态挤压过共晶高铬技术；
2.高铬铸铁、金属陶瓷复合材料；
3.高硼高铬铸铁技术；
4.纳米高铬铸铁技术。 此外，如电渣熔铸高铬铸铁改性技术，超级复合铸渗技术，电脉冲、超声、旋转磁场、振动细晶技术，超级变质剂技术，高钒高铬技术，精炼高铬技术，定向凝固技术，原位增强技术等等亦在不同程度上提升了高铬铸铁的性能。限于篇幅，咱们只对以上四大热点技术之一的半固态挤压过共晶高铬技术做一探讨。
通常所用的高铬铸铁绝大多数是亚共晶的。提高碳含量，使之过共晶，我们会发现其高硬度碳化物比例迅速增加，材料的耐磨性大大提高。而提高碳含量是不增加成本的，这样的好事上哪儿去找？殊不知此时碳化物比例是提高了，但碳化物同时也变得极为粗大，模样也变得“狰狞”，它产生了对基体有害的割裂作用，倘若有办法将其打碎、细化、圆润化，则脆性大大减少。半固态挤压便是通过低成本的机械物理技术途径，将大块碳化物打碎成“圆润”的小颗粒弥散分布在基体上。超级高铬铸铁就这样诞生了。郑州鼎盛公司与西安交大邢建东团队正在通力开展这方面工作的合作。
以上所言，水泥界的朋友们听了总是似懂非懂，或是感觉怪怪的。栏主挠了挠后脑勺儿，眼前一亮：有了！咱们不妨拿水泥方面的技术做个比方。假设高铬亚共晶的饱和比（K H ）值设定在0.9，为了追求增加更高硬度的碳化物相比例而提高碳含量以使高铬过共晶，就相当于咱们为了增加更高强度的C3S 比例，而将K H 过饱和设计，超过1.0或到了1.05。这还了得！大哥您的C3S 比例是上去了，可是游离钙却大量增加，没准儿超过了5%；这样的水泥盖楼楼倒、建桥桥塌，这又如何是好呢？那日栏主一时兴起喝高了点儿，满脸通红憋出了“切西瓜”与“拆鞭炮”两个“歪理”。
何谓“切西瓜”？在当前主流新型干法窑的正常冷却条件下，游离钙结晶解理尺寸一般在30~40μm ，倘若目前的粉磨工艺以45μm 筛余控制细度，则相当一部分游离钙将“全身而退”，在水泥中保持完整颗粒；这种颗粒水化速度甚慢，此时指望它自然消解，怕是要等到黄瓜菜都凉了；若以80μm 筛余控制，那游离钙更将快乐地“胜利大逃亡”；但是，假如我们将其比表面积磨到550m2/k g ，此时只有4%的游离钙，安定性也100%合格。不相信，这次栏主加码再跟您打个2日元的狠赌，您回去在实验室小磨上试试。“若游离钙到了5%呢？”“那只需将其磨至650m2/k g 。”“倘若到了10%呢？”栏主一咬牙，“那就磨到800m2/kg ，外带再加热170℃，安定性100%合格。”“20%呢？”栏主脑袋一耷拉，嘴里嘟囔道：“您真不算个职业玩家。”呵呵……因为此时完整颗粒的游离钙被打开后，露出新生表面，其水化速度大大加快。这就像夏天一个完整的西瓜放上几天甚至个把星期问题都不大，但若切成几块，老兄第二天起床头件事就是捂住鼻子、扭着脸，一路飞奔将其抛到垃圾桶里去。此即“歪理”之一“切西瓜”。
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。
高铬铸铁旋风子外壳铸造工艺研究
・６５４・ 铸 造 ＦＯＵＮＤＲＹ Ｊｕｎ．２００７ ＶｏＩ．５６ Ｎｏ．６
高铬铸铁旋风子外壳铸造工艺研究
万黎明 （本溪钢铁（集团）机械制造有限责任公司第一机修厂，辽宁本溪１１７０００） 摘要：通过对高炉炼铁除尘器的旋风子外壳的工作条件和非标高铬白口抗磨铸铁的研究，掌握了该材质的性能特点， 以及在试生产中取得铸造Ｚ－艺参数和熔炼参数，应用该材质成功地生产了高炉炼铁除尘器的旋风子外壳。 关键词：非标高铬白口抗磨铸铁；旋风子外壳；铸造工艺。 中图分类号：ＴＧ２５２文献标识码：Ｂ文章编号：１００１—４９７７（２００７）０６—０６５４—０３
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｆｏｕｎｄｒｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｈｉｇｈ Ｃｈｒｏｍｉｕｍ Ｃａｓｔ Ｉｒｏｎ ｆｏｒ Ｃｙｃｌｏｎｅ Ｕ ｎｉｔ Ｓｈｅｌｌ ＷＡＮ Ｌｉ—ｍｉｎｇ （Ｎ０．１ Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ Ｓｈｏｐ ｏｆ Ｂｅｎｘｉ Ｉｒｏｎ＆Ｓｔｅｅｌ （Ｇｒｏｕｐ） Ｍａｃｈｉｎｅ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｃ０．，Ｌｔｄ．，Ｂｅｎｘｉ １ １ ７０００，Ｌｉａｏｎｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈ ｏｕｒ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ｔｈｅ ｗｏｒｋｉｎｇ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｆｏｒ ｃｙｃｌｏｎｅ ｕｎｉｔ ｓｈｅｌｌ ｗｈｉｃｈ ｉＳ ｕｓｅｄ ｏｎ ｂｌａｓｔ ｆｕｒｎａｃｅ ｄｕｓｔ ｒｅｍｏｖｅｒ ａｎｄ ｔｈｅ ｎｏｎｓｔａｎｄａｒｄ ｏｆ ａｂｒａｓｉｏｎ ｒｅｓｉｓｔａｎｔ ｈｉｇｈ ｃｈｒｏｍｉｕｍ ｗｈｉｔｅ ｃａｓｔ ｉｒｏｎ，ｗｅ ｍａｓｔｅｒｅｄ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｓ ｏｆ ｔｈｉｓ ｍａｔｅｒｉａ１．Ａｌｓｏ ｗｅ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｔｈｅ ｆｕｒｎａｃｅ ｃｙｃｌｏｎｅ ｕｎｉｔ ｓｈｅｌｌ ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙ ｗｉｔｈ ｔｈｉｓ ｍａｔｅｒｉａｌ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｆｏｕｎｄ￣ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ａｎｄ ｍｏｌｔｅｎ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｗｈｉｃｈ ａｒｅ Ｏｂｔａｉｎｅｄ ｆｒ０ｍ ｏｕｒ ｔｒｉａｌ—ｐｒｏｄｕｃｅｓ． Ｋｅｙ ＷＯｒｄｓ：ｎｏｎｓｔａｎｄａｒｄ ｏｆ ａｂｒａｓｉｏｎ ｒｅｓｉｓｔａｎｔ ｈｉｇｈ ｃｈｒｏｍｉｕｍ ｗｈｉｔｅ ｃａｓｔ ｉｒｏｎ；ｃｙｃｌｏｎｅ ｕｎｉｔ ｓｈｅｌｌ； ｃａｓｔｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ 高炉炼铁的主要原料球团矿是采用大型连续台车 烧结机进行烧结生产的，整个烧结过程的除尘任务由 干式多管除尘器承担。干式多管除尘器是由数以百计 的旋风子组成，每个旋风子由风叶和外壳组成。在整 个烧结生产过程中，所产生的烟气挟带着大量粉尘颗 粒在旋风子中分离，具有一定硬度的颗粒对旋风子外 壳会造成磨损，所以这种外壳必须由良好耐磨性的金 属材料制成。图１为旋风子外壳的具体结构和尺寸。 １ 旋风子外壳的工况条件及其材质 １．１工况条件 根据旋风子外壳的工作状态，我们分析如下： （１）旋风子外壳是固定在一定位置上并不承受较 大外力作用，而烟尘虽因吸风机作用具有一定的速度， 但对外壳不会产生较大冲击力； （２）烟尘具有一定温度，耐热问题应该考虑； （３）烟尘中含有一定硬度的固体颗粒，在外壳的 内表面旋转、碰撞和摩擦，这种作用应该是非常强烈 的，尤其外壳下部漏斗状部分受摩擦更为严重，这就 是我们应予以解决的关键问题。 图ｌ旋肛【子外壳 Ｆｉｇ．１ Ｃｙｃｌｏｎｅ ｕｎｉｔ ｓｈｅｌｌ １．２材质选择 根据旋风子外壳的工况条件，其材质应选用耐磨 材料，同时应考虑资源、制造工艺和成本等因素。常 用的材质有：普通白口铸铁、硼铸铁、中锰白口铸铁、 高铬白口铸铁和其他材质，其中以高铬白口铸铁在国 内外应用较多【１］。 高铬铸铁品牌、化学成分差别较大，不同工作条 收稿日期：２００７－０２—１３收到初稿，２００７－４）４－２７收到修订稿。 作者简介：万黎明（１９６９－），女，蒙古族，辽宁朝阳人，工程师，现主要从事铸铁件工艺设计和开发。
高铬铸铁件退火工艺及切削加工性的研究
・ ６２・ Ｊａｎ．２０１３ Ｖ０１．６２ Ｎ０．１
高铬铸铁件退火工艺及切削加工性的研究
林庆选，姜云洁，李丹，陈洪亮 （大连深蓝泵业有限公司，辽宁大连１ １６０３１）
摘要：从生产加工实际角度对高铬抗磨铸铁ＫｍＴＢＣｒ２６热处理退火与切削加工进行了研究。通过不同状态、各种加 热温度及时间退火后的硬度、组织变化情况，获得了经济可行的预先热处理工艺参数，掌握了退火后的加』：性能， 确定了实际加工的参数。 关键词：高铬铸铁；退火；硬度；切削加工 中图分类号：ＴＧ１４３．９ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１—４９７７（２０１３）０１—００６２—０３
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ａｎｎｅａｌｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ Ｍａｃｈｉｎｉｎｇ ｏｆ Ｈｉｇｈ—ＣｈｒＯｍｉｕｍ Ｃａｓｔ Ｉ ｒｏｎ
ＬＩＮ Ｑｉｎｇ－ｘｕａｎ，ＪＩＡＮＧ Ｙｕｎ－ｊｉｅ，ＬＩ Ｄａｎ，ＣＨＥＮ Ｈｏｎｇ—ｌｉａｎｇ （Ｄａｌｉａｎ Ｄｅｅｐ Ｂｌｕｅ Ｐｕｍｐ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｄａｌｉａｎ １ １６０３ １，Ｌｉａｏｎｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｏｔ：Ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｗａｓ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｏｎ ｈｉｇｈ—ｃｈｒｏｍｉｕｍ ｃａｓｔ ｉｒｏｎ ＫｍＴＢＣｒ２６ ａｎｎｅａｌｉｎｇ ａｎｄ ｍａｃｈｉｎｉｎｇ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ ａｎｄ ｍａｃｈｉｎｉｎｇ．Ｔｈｒｏｕｇｈ ｈａｒｄｎｅｓｓ ａｎｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｃｈａｎｇｅ ａｆｔｅｒ ａｎｎｅａｌｉｎｇ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｓｕｃｈ ａｓ ｈｅａｔｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｔｉｍｅ，ｅｃｏｎｏｍｉｃａｌ ａｎｄ ｆｅａｓｉｂｌｅ ｐｒｅ—ｈｅａｔ ｔｒｅａｔｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｗｅｒｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ，ｍａｃｈｉｎｉｎｇ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ａｆｔｅｒ ａｎｎｅａｌｉｎｇ ｗａｓ ｍａｓｔｅｒｅｄ，ａｎｄ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｍａｃｈｉｎｉｎｇ ｗｅｒｅ ｄｅｆｉｎｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｈｉｇｈ—ｃｈｒｏｍｉｕｍ ｃａｓｔ ｉｒｏｎ；ａｎｎｅａｌｉｎｇ；ｈａｒｄｎｅｓｓ；ｍａｃｈｉｎｉｎｇ
高钒、铬白口铸铁的研究与生产应用
高钒、铬白口铸铁的研究与生产应用
子 澍 ，宋润泽 ，张云霞 ，丁剑平
（１．北京工业大学材料科学与工程学院，北京１０００２２；２．江苏省机电研究所有限公司，江苏徐州２２１００６）
摘要：对ｗ（Ｖ）８％一１０％，ｗ（Ｃｒ）８％一１２％的白口铸铁的抗磨性进行了研究。该铸铁显微组织中含有１０％一２０％（体
积分数）ＭＣ型碳化物。在亚临界温度热处理条件下，用该合金生产的破碎机锤头的寿命是普通高铬白口铸铁
的三倍。
关键词：高钒一铬白口铸铁；亚临界热处理；寿命
中图分类号：ＴＧ２５２ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００３—８３４５（２００６）０６—００５６－０５
Ａ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｈｉｇｈ Ｖ－Ｃｒ Ｗｈｉｔｅ Ｃａｓｔ Ｉｒｏｎ ａｎｄ Ｉｔｓ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
ＺＩ Ｓｈｕ ，ＳＯＮＧ Ｒｕｎ－ｚｅ ，ＺＨＡＮＧ Ｙｕｎ－ｘｉａ２，ＤＩＮＧ Ｊｉａｎ—ｐｉｎｇ２
（１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００２２，Ｃｈｉｎａ；２．Ｊｉａｎｇｓｕ
Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｘｕｚｈｏｕ ２２１００６，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ａｂｒａｓｉｏｎ ｗｅａｒ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ埘 ）８％－１０％，ｗ（Ｃ０ ８％－１２％ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ｗｈｉｔｅ ｃａｓｔ ｉｒｏｎ ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ．
Ｔｈｅ ｗｈｉｔｅ ｃａｓｔ ｉｒｏｎ ｃｏｎｔａｉｎｓ １０％￣２０％ｏｆ ＭＣ ｔｙｐｅ ｃａｒｂｉｄｅｓ．Ａｆｔｅｒ ｂｅｉｎｇ ｔｒｅａｔｅｄ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｓｕｂｃｒｉｔｉｃａｌ
ｈｅａｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ．ｔｈｅ ｓｅｒｖｉｃｅ ｌｉｆｅ ｏｆ ｃｒｕｓｈｉｎｇ ｉｍｐａｃｔ ｈａｍｍｅｒ ｍａｄｅ ｏｆ ｔｈｉｓ ｍａｔｅｒｉａｌ ｉｓ ３ ｔｉｍｅｓ ｏｆ ｔｈａｔ ｏｆ ｔｙｐｉｃａｌ ｈｉｓｈ—
抗磨白口铸铁件的热处理规范(GBT8263-1999)
抗磨白口铸铁件的热处理规范（GB/T8263-1999）
牌号 软化退火处理 硬化处理 去应力处理
KmTBNi4Cr2-DT
—— 430~470℃，保温4~6h，出炉空冷或炉冷 250~300℃保温4~16h，出炉空冷或炉冷 KmTBNi4Cr2-GT
KmTBCr9Ni5 —— 750~825℃，保温4~10h，空冷或炉冷 250~300℃保温4~16h，出炉空冷或炉冷
KmTBCr2 940~960℃，保温1~6h，缓冷到750~780℃，保温4~6h，缓冷至600℃以下出炉空冷或炉冷 960~1000℃，保温1~6h，空冷 200~300℃，保温2~6h，空冷或炉冷
KmTBCr8 920~960℃，保温1~8h，缓冷到700~750℃，保温4~8h，缓冷至600℃以下出炉空冷或炉冷 940~980℃，保温2~6h，出炉进入260~300℃盐浴等温2~6h，空冷 200~300℃，保温2~6h，空冷或炉冷
KmTBCr12 920~960℃，保温1~8h，缓冷到700~750℃，保温4~8h，缓冷至600℃以下出炉空冷或炉冷 920~980℃，保温2~6h，出炉空冷 200~300℃，保温2~8h，空冷或炉冷
KmTBCr15Mo 920~960℃，保温1~8h，缓冷到700~750℃，保温4~8h，缓冷至600℃以下出炉空冷或炉冷 920~1000℃，保温2~6h，出炉空冷 200~300℃，保温2~8h，空冷或炉冷
KmTBCr20Mo 960~1000℃，保温1~8h，缓冷到700~750℃，保温4~10h，缓冷至600℃以下出炉空冷或炉冷 960~1060℃，保温2~6h，出炉空冷 200~300℃，保温2~8h，空冷或炉冷
KmTBCr26 960~1020℃，保温2~6h，出炉空冷
高铬铁屑对镍硬白口铸铁硬度的影响
生产技术与经验交流 ｌ铸造技术）ｏ５／２ｏｏ８
高铬铁屑对镍硬白口铸铁硬度的影响
王会群
（中钢集团邢台轧辊有限公司铸铁分厂，河北邢台０５４０２５）
Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ｈｉｇｈ Ｃｈｒｏｍｉｎｕｍ Ｓｃｒａｐ Ｉ ｒｏｎ ｏｎ ｔｈｅ Ｈａｒｄｎｅｓｓ ｏｆ Ｎｉ－ｈａｒｄ Ｗｈｉｔｅ Ｃａｓｔ Ｉ ｒｏｎ
ＷＡＮＧ Ｈｕｉ。ｑｕｎ （Ｃａｓｔ Ｉｒｏｎ Ｆｏｕｎｄｒｙ，Ｘｉｎｇｔａｉ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ ａｎｄ Ｒｏｌｌｅｒ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｘｉｎｇｔａｉ ０５４０２５，Ｃｈｉｎａ） 中圈分类号．ＴＧ２５２ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１０００—８３６５（２００８）０５—０６９６—０１
镍硬白口铸铁隶属于白口抗磨铸铁（Ｎｉ－Ｈａｒｄ）， 它是在铸铁中同时添加镍、铬、钼等合金元素，其中
镍含量决定基体的组织，随着镍含量的增加，基体组 织由珠光体向索氏体、屈氏体、贝氏体、马氏体转变；
铬具有形成（Ｆｅ、Ｃｒ）３Ｃ、（Ｆｅ、Ｃｒ）７ Ｃ３、（Ｆｅ、Ｃｒ）２３Ｃ６等 各类型碳化物的作用，这些碳化物对提高镍硬白口
铸铁的抗磨特性有着重要的作用。如何稳定基体组 织，稳定碳化物的数量，是保证镍硬白口铸铁使用性
能的前提。本文通过调整配料中的铁屑来探索硬度 的变化规律。
１试验方法
１．１镍硬白口铸铁使用的炉料
（１）生铁。生铁的产地及材质见表１。生铁的成
分见表２。
表１试验用生铁的产地牌号
表２试验用生铁的化学成分伽（０Ａ）
表３。 （２）废钢。保润达优质废钢切头，废钢的成分见
表３试验用废钢化学成分伽（０Ａ）
（３）铁屑。自产的铁屑，铁屑的成分见表４。
表４铁屑的化学成分伽（ ） （４）废轧辊。外购废辊，其中包括本公司轧辊和
其它厂家的废辊。化学成分见表５。
表５废辊的成分伽（ ）
１．２试验目标材质 目标材质为Ｎｉ４Ｃｒ２一ＤＴ镍硬白口铸铁，化学成分
范围硼为：３．０ ～３．５ Ｃ，１．０ ～１．５ Ｓｉ，０．５
cast iron化学成分
cast iron化学成分
铸铁（cast iron）是一种铁碳合金材料，其主要成分是铁和碳，此外还含有一些其他元素和杂质。
铸铁的化学成分可以根据不同类型和用途而有所不同，但通常可以分为以下几类：
灰口铸铁（Gray iron）：灰口铸铁中含有2%至4%的碳、1%至3%的硅和0.1%至1%的锰。它的名称
来源于在断面上呈现出灰色的颜色，这是由于石墨的存在而形成的。
白口铸铁（White iron）：白口铸铁中的碳含量高达2%至3.5%，硅含量低于1%。它的名称来源于
表面呈现出白色的颜色。白口铸铁通常比灰口铸铁更脆，但也更耐磨损。
马氏体铸铁（Malleable iron）：马氏体铸铁中的碳含量通常在1.2%至2%之间。它通过加热和淬
火等处理方法，使铁中的碳以马氏体的形式结晶，从而提高了其强度和韧性。
13热处理对高铬铸铁组织和性能的影响
热处理对高铬铸铁组织和性能的影响
谈淑咏
(盐城工学院材料工程学院,江苏盐城 224051)
摘要:研究了不同热处理状态下高铬白口铸铁显微组织,探讨了热处理对高铬铸铁冲击韧性和硬度的影响,并确定了组织与性能的相关性。分别采用金相显微镜观察热处理后高铬铸铁显微
组织,洛氏硬度计测定高铬铸铁的硬度,冲击试验机测定冲击韧性。结果表明:高铬铸铁随着淬
火温度的升高,硬度先升后降,冲击韧性则相反。在1000℃淬火空冷,并在400℃回火时,材
料可以获得良好的综合力学性能。
关键词:热处理;高铬铸铁;显微组织;冲击韧性;硬度
中图分类号:TG164 文献标识码:A 文章编号:1671-5322(2008)01-0062-04
收稿日期:2007-10-18
基金项目:江苏省生态环境材料重点实验室资助(XKY2006016)
作者简介:谈淑咏(1976-),江苏连云港人,硕士,讲师,主要研究方向为金属基复合材料及材料热处理。 含铬量在12%-28%之间的白口铸铁就属
于高铬铸铁,目前它是高合金抗磨铸铁中应用最
广泛的一种耐磨性优良的材料。目前高铬铸铁组
织性能分析也日趋成熟,对高铬铸铁组织中碳化
物的形式及形貌、基体组织的控制、碳化物及基体
对机械性能影响,对高铬铸铁轧辊材质的凝固特
性、热物理性、断裂机制、疲劳裂纹扩展机制、滚滑
动磨损性能[1-11]等都进行了比较详尽和系统的
研究。
但是高铬合金铸铁在使用过程中,存在脆性
大、韧性较差,易破碎等问题,故在冲击较大等情
况下不宜使用,这在一定程度上阻碍了其推广和
使用。因此,提高高铬铸铁的韧性一直是冶金工
作者多年来追求的目标。本文将在分析热处理工
艺对高铬白口铸铁组织和性能影响的基础上,探
讨改善其韧性的途径。
1 试验方法
原材料选用江苏大丰生产的高铬铸铁,采用
过硫酸铵-银盐氧化容量法测量铬的含量为
16.4%,保证高铬铸铁组织中的碳化物类型全部
是(Fe,Cr)7C3。采用过硫酸铵-银盐氧化法测量
锰的含量为0.464%。锰能提高铸件的淬透性,
高应力冲击磨料磨损时高铬铸铁成分及组织的选择
高应力冲击磨料磨损时高铬铸铁成分
及组织的选择
子 澍 ，宋润泽 ，张云霞 ，徐新民 ，赵遗志
（１．北京—亡业大学材料学院，北京１０００２２；２．江苏省机电研究所有限公司，江苏徐州２２１００６）
摘要：高应力冲击磨料磨损时，高铬白口铸铁应选共晶成分。细小的共晶碳化物之间的空间．能够对基体产生
良好的保护。基体应是马氏体，它能抵抗冲击．变形小。
关键词：高铬铸铁；高应力冲击磨料磨损；成分
中图分类号：ＴＧ１４３ １，ＴＧ２４２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００３—８３４５（２００６）０３—００６０—０３
Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ｃｈｏｉｃｅ ｏｆ
Ｈｉｇｈ－Ｃｒ Ｗｈｉｔｅ Ｃａｓｔ Ｉｒｏｎ Ｕｓｅｄ Ｕｎｄｅｒ Ｈｉｇｈ－Ｓｔｒｅｓｓ Ｉｍｐａｃｔ Ａｂｒａｓｉｏｎ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ
ＺＩ Ｓｈｕ ，ＳＯＮＧ Ｒｕｌｑ－ｚｅ２，ＺＨＡＮＧ Ｙｕｎ－ｘｉａ ，ＸＵ Ｘｉｎ－ｍｉｎ。，ＺＨＡＯ Ｙｉ－ｚｈｉ
ｆ１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００２２，Ｃｈｉｎａ；２．Ｊｉａｎｇｓｕ
Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｘｕｚｈｏｕ ２２ １ ００６，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｅｕｔｅｃｔｉｃ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ａｄｏｐｔｅｄ ｆｏｒ ｈｉｇｈ－Ｃｒ ｗｈｉｔｅ ｃａｓｔ ｉｒｏｎ ｕｓｅｄ ｕｎｄｅｒ ｈｉｇｈ－ｓｔｒｅｓｓ ｉｍｐａｃｔ
ａｂｒａｓｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ．Ｍｉｎｉｍｉｚｅｄ ｉｎｔｅｒｃａｒｂｉｄｅ ｓｐａｃｅ ｃａｎ ｂｅ ｂｅｎｅｆｉｃｉＭ ｔｏ ｐｒｏｔｅｃｔ ｍａｔｒｉｘ ｗｅｌ１．Ｍａｔｒｉｘ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｏｆ
含钒高铬白口铸铁的结晶特点及钒对合金显微组织的影响
Ｆｅｂ．２００６ ＶＯ１．５５ ＮＯ．２ 铸 造 ＦＯＵＮＤＲＹ ・１８５・
含钒高铬白口铸铁的结晶特点
及钒对合金显微组织的影响
子澍
（北京工业大学材料科学与工程学院，北京１０００２２）
摘要：介绍了Ｆｅ．Ｃ．Ｃｒ－Ｖ合金的凝固特点，以及钒对该合金系显微组织的影响。当钒含量小于５％时，钒使合金的共晶 点稍向右移；当钒含量大于５％时，钒使共晶点左移。钒含量大于２％后，钒能抑制Ｃｒ／Ｃ小于５的Ｆｅ－Ｃ－Ｃｒ合金中Ｍ３Ｃ 的形成，得到合Ｍ．７Ｃ，型碳化物的Ｆｅ．ｃ．Ｃｒ．Ｖ合金。由于 结晶后不久发生（ Ｍｃ）共晶反应，缩短了 枝晶长大 的温度范围，使 枝晶细化。为得到ＭＣ体积量＞Ｍ７Ｃ，体积量，指出了Ｃ、Ｃｒ、Ｖ三元素含量的适用范围，这对正确 制定高钒Ｆｅ．Ｃ．Ｃｒ－Ｖ合金的化学成分有参考价值。 关键词：Ｆｅ—Ｃ—Ｃ卜Ｖ合金，冷却曲线，合金液相面图 中图分类号：ＴＧ１４３．９文献标识码：Ａ文章编号：１００１－４９７７（２００６）０２—０１８５—０３
ＣｒｙｓｔａＩ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ Ｏｆ Ｆｅ—Ｃ．Ｃｒ Ｖ Ａｌｌｏｙ ａｎｄ
ｌｎｆｌｕｅｎｃｅ Ｏｆ Ｖ Ｏｎ ＭｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔＵｒｅ，Ｏｆ ｔｈｅ Ａｌｌｏｙ
Ｚｌ Ｓｈｕ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ． Ｂｅｉｊｉｎｇ １ ０００２２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｔ ｗａｓ ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｏｆ Ｆｅ－Ｃ－Ｃ卜Ｖ ａｌｌｏｙ ａｎｄ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ Ｖ ｏｎ ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ａｌｌｏｙ．ｗｈｅｎ Ｖ＜５％，ｔｈｅ ｅｕｔｅｃｔｉｃ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｉＳ ｍｏｖｅｄ ｒｉｇｈｔ，ｗｈｅｎ Ｖ＞５％， ｔｈｅ ｅｕｔｅｃｔｉｃ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｉＳ ｍｏｖｅｄ ｌｅｆｔ．ｗｈｅｎ Ｖ＞２％，ｉｔ ｗｉｌｌ ｉｎｈｉｂｉｔ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍ３Ｃ。ａｎｄ ｐｒｏｍｏｔｅ ｔｈｅ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍ７ｃ３．Ｎｏｔ ｌｏｎｇ ａｆｔｅｒ ｃｒｙｓｔａｌ ｏｆ ｐｒｉｍａｒｙ Ｆｅ，ｅｕｔｅｃｔｉｃ ｏｆ（ＭＣ＋７￣）ｓｔａｒｔｅｄ ｆｒｅｅｚｉｎｇ，ｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｒｅｇｉｏｎ ｏｆ ｐｒｉｍａｒｙ ＹＦｅ ｂｅｃｏｍｅ ｎａｒｒｏｗｅｒ ａｎｄ ｆｉｎｅ ｙＦｅ ｉｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ．ｉｎ ｔｈｅ ａｌｌｏｙ．Ｔｏ ｇｅｔ ＭＣ ａｍｏｕｎｔｓ＞Ｍ，Ｃ３ ａｍｏｕｎｔｓ，ｔｈｅ ｒｉｇｈｔ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ Ｃ、Ｃｒ、Ｖ ｉｓ ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｆｅ－Ｃ．Ｃ卜Ｖ ａｌｌｏｙ；ｃｏｏｌｉｎｇ ｃｕｒｖｅ；ｄｉａｇｒａｍ ｆｏｒ ｌｉｑｕｉｄｓ ｓｕｒｆａｃｅ