高铬铸铁耐磨衬板的热处理工艺改进
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,Mo0.351、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、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。
高铬铸铁衬板热处理裂纹的原因分析及预防措施
《大型铸锻件》HEAVY CASTINGS ANDFORGINGSNo.6 November2019高锯铸铁衬板热处理裂纹的原因分析及预防措施李洁"张广威"孔玉婷"郎庆斌2殷立涛1(1.中信重工机械股份有限公司,河南471003;2.河南省大型铸锻件工程技术研究中心,河南471003)摘要:通过化学成分分析以及宏观、微观组织观测和硬度检验等试验方法对高珞铸铁衬板在热处理过程中产生的裂纹进行了分析,结果表明热处理过程中的组织应力和热应力在变截面处集中是裂纹形成的直接原因。
通过热处理工艺试验发现适当降低淬火温度并提高回火工艺可确保基体硬度并有效预防裂纹的产生。
键词:高珞铸铁衬板;裂纹;热处理应力;回火工艺中图分类号:TG157文献标志码:BCause Analysis and Preventive Measures of Heat Treatment Crack ofHigh Chromium Cast Iron Lining PlateLi Jie,Zhang Guangwei,Kong Yuting,Lang Qingbin,Yin LitaoAbstracS:The cracks of high chromium cast iron lining plate during heat treatment have been analyzed by means of chemicai composition analysis,macro s tructure,micro s tructure observation and hardness test.The results show that the concenmahoy of microstructure stress and thermai stress on the vvriable cross section during the heat treatment process is the direct cause of crack formation.Through the heat meatment test,C is found that properly reducing the quenching temperature and increasing the tempering process can ensure the hardness of the matriu and effectOely prevent cracks.Key words:high chromium cast iron lining plate;crack;heat treatment stress;tempering process高鎔铸铁衬板的鎔含量较高,经热处理后会在基体组织中形成弥散分布的硬度很高的MC 碳化物,提高基体组织的耐磨性和韧性口"],现已广泛应用于冶金、水泥粉磨、矿山、火力发电等行业⑶。
高铬铸铁热处理工艺
高铬铸铁热处理工艺 Document number:WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT高铬铸铁热处理工艺化学成分:,,,,,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%=~%,C%=~%,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。
热处理工艺对金属材料的耐磨性能的提升
热处理工艺对金属材料的耐磨性能的提升热处理工艺是一种通过改变金属材料的微观结构来提高其力学性能和耐磨性能的方法。
磨损是金属材料在表面与外界物体摩擦中所产生的一种现象,会造成金属材料表面的损伤和失效。
通过适当的热处理工艺,可以提高金属材料的耐磨性能,延长其使用寿命。
热处理工艺主要包括退火、正火、淬火和回火等步骤。
不同的热处理工艺可以对金属材料的晶体结构和晶界特性进行调控,从而达到提高耐磨性能的目的。
首先,退火是一种通过加热金属材料到一定温度再慢慢冷却的过程。
退火可以消除材料的组织应力和缺陷,提高金属材料的结晶度和内部结构的规则性。
这样的处理可以消除金属材料的组织应力,提高其硬度和耐磨性能。
其次,正火是一种通过将金属材料加热到一定温度后慢慢冷却的过程。
正火可以消除金属材料中的组织应力并改变其晶体结构,从而提高其耐磨性和硬度。
正火还可以增强金属材料的机械性能,并提高其耐磨性能。
淬火是一种通过将金属材料加热到其转变温度以上,然后迅速冷却的工艺。
这种工艺可以使金属材料产生马氏体组织,这种组织具有高硬度和优异的耐磨性能。
淬火可以提高金属材料的耐磨性和强度,同时也会增加其脆性。
最后,回火是一种通过将淬火金属材料加热到适当温度,然后慢慢冷却的工艺。
回火可以消除淬火过程中产生的残余应力,并使金属材料的晶界能量减小,提高其塑性和耐磨性。
回火可以使金属材料具有均匀的晶体结构,并提高其耐磨性和抗腐蚀性。
综上所述,热处理工艺可以通过改变金属材料的微观结构和晶体结构,从而提高其耐磨性能。
不同的热处理工艺可以根据材料的特性和使用要求来选择,以获得最佳的耐磨性能。
热处理工艺不仅可以提高金属材料的耐磨性能,还可以改善其力学性能和化学性能,延长其使用寿命。
此外,热处理工艺在提升金属材料耐磨性能方面还具有其他重要的机制和作用。
首先,热处理可以改善金属材料的耐磨性能。
通过热处理,金属材料的晶粒尺寸可以被控制和调整,从而提高材料的均匀性和致密性。
高炉衬板用cr26高铬铸铁热处理工艺研究
高炉衬板用cr26高铬铸铁热处理工艺研究下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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高铬铸铁热处理工艺的研究
高铬铸铁热处理工艺的研究黄志慧【摘要】高铬铸铁是一种性能优良的抗磨材料,它不仅有很好的耐磨性能,又有一定的弓度和韧性,由于高铬铸铁的这些突出性能,因而它在煤炭、冶金、建材、电力、等行业得到广泛的应用,取得了显著的经济效益.改善高铬铸铁共晶碳化形态和分布的同时,更重要的是要在细化共晶碳化物,提高高铬铸铁晶界的冶金质量,合理的选择基体组织等方面下功夫,以达到高铬铸铁件的高性能化的要求.本文对含钛高铬铸铁的热处理工艺进行了研究,合理的热处理工艺制定,可以改善高铬铸铁中碳化物的分布、形态,实现高铬铸铁的硬度和韧性的最优化配合.【期刊名称】《内蒙古石油化工》【年(卷),期】2014(000)022【总页数】2页(P14-15)【关键词】高铬铸铁;热处理;碳化物;韧性【作者】黄志慧【作者单位】内蒙赤峰制药股份公司,内蒙古赤峰024000【正文语种】中文【中图分类】TG164据统计,全世界每年钢铁材料消耗量达7亿吨以上,其中有50%由于材料磨损而消耗掉了。
根据我厂不完全统计,金属材料在我厂各种机械设备中的因磨损而造成的损耗达上百万元。
仅在种类传动装置如皮带轮、传动轴、内外套等易损件的损耗就达几十万元之多。
材料磨损的原因之一是因其强韧性不足,从而在冲击磨损条件下材料发生脆性剥落。
因此,如何提高金属耐磨材料的强韧性、增加各类金属件的使用寿命是我们一直追求的目标。
为了实现这一目标,减少机械方面的使用成本,我们在铸铁件中加入了铬和钇等元素来减少磨损。
高铬铸铁是一种性能优良的抗磨材料,它不仅有很好的耐磨性能,又有一定的弓度和韧性,由于高铬铸铁的这些突出性能,因而它在冶金、建材、电力、煤炭等行业得到广泛的应用,取得了显著的经济效益。
对于传统的高铬铸铁除了有特殊要求外,一般都采用亚共晶成分。
这是为了保证材料具有一定的韧性,对高铬铸铁耐磨性能起主要作用的合金元素是铬和碳,一般碳含量在2.0%~3.5%之间,铬在13%~36%之间。
高铬铸铁热处理工艺研究现状_孙凯
高铬铸铁热处理工艺研究现状_孙凯Hot Working Technology 2012,Vol.41,No.14材料热处理技术Material &Heat Treatment 2012年7月高铬铸铁是性能十分优秀的抗磨材料,它以比合金钢高得多的耐磨性,比一般白口铸铁高得多的韧性、强度,良好的抗高温和抗腐蚀性能,被誉为当代最优良的抗磨材料之一[1-2]。
但高铬铸铁毕竟是一种脆性材料,材料本身在韧性方面的缺陷直接影响了它的应用范围。
目前越来越多的研究表明[3-5],虽然磨损只发生在零件的特定表面,所以耐磨材料也要有较高的韧性,以适应高要求工作环境。
1淬火热处理Karantzalis [6-8]对含铬18.22%的高铬铸铁进行了不同淬火温度的热处理实验,探讨了淬火温度、碳化物和高铬铸铁力学性能的关系。
研究发现:当淬火温度为800℃时,二次碳化物主要以M 23C 6型颗粒为主,随时间的延长,硬度逐渐增加。
当淬火温度升高到900、1000和1100℃时,硬度先快速增加,在960℃左右达到最大,然后随淬火温度的升高而略有下降的趋势。
在960℃左右高铬铸铁组织马氏体相增多,二次碳化物以M 7C 3型碳化物为主。
当温度为1100℃,高铬铸铁的组织为奥氏体,二次碳化物溶解严重,硬度、耐磨性受到较大影响。
朱丽娟等[9-11]利用正交试验法研究了淬火温度、保温时间和回火温度对Cr26高铬铸铁组织与力学性能的影响,并优化了热处理工艺参数。
研究表明,随淬火温度的升高,Cr26高铬铸铁淬火硬度随之增加;而延长淬火保温时间,淬火硬度则出现先升高后下降的趋势;对Cr26高铬铸铁热处理后力学性能的影响因素大小顺序为:淬火温度、回火温度和淬火保温时间。
研究还给出了最佳热处理工艺为l000℃×2h 风冷淬火+260℃×2h 回火。
对应的Cr26高铬铸铁的力学性能为硬度59.5HRC ,冲击韧度8.0J/cm 2,金相组织为马氏体+M 7C 3碳化物+二次碳化物+残余奥氏体。
高铬铸钢衬板的热处理工艺流程
高铬铸钢衬板的热处理工艺流程一、工艺准备1. 原材料准备首先需要准备好高铬铸钢衬板的原材料,包括高铬铸钢材料、热处理设备、燃料等。
2. 清洗表面将准备好的高铬铸钢衬板进行清洗,去除表面的杂质和油污,以保证热处理过程的顺利进行。
3. 设备准备准备好所需的热处理设备,包括加热炉、冷却器等。
4. 燃料准备根据热处理工艺的要求准备好燃料,通常为煤气、重油或天然气等。
二、热处理工艺流程1. 加热将清洗好的高铬铸钢衬板放入加热炉中进行加热,加热温度一般为850-900摄氏度。
加热时间一般要根据高铬铸钢衬板的厚度和尺寸来确定,通常为1-3小时。
2. 保温高铬铸钢衬板经过加热后需要进行保温处理,保温时间一般为2-4小时,使材料内部的组织结构得到充分改善。
3. 淬火保温后的高铬铸钢衬板进行淬火处理,淬火温度一般为850-900摄氏度,淬火时间通常为30-60分钟。
淬火后将高铬铸钢衬板置于水中或油中进行快速冷却,使其组织结构发生显著变化,从而提高其硬度和耐磨性。
4. 回火淬火后的高铬铸钢衬板需要进行回火处理,回火温度一般为200-300摄氏度,回火时间一般为1-2小时。
回火处理可以消除淬火时产生的内应力和硬度过高的问题,使高铬铸钢衬板达到理想的硬度和韧性。
5. 冷却经过回火处理的高铬铸钢衬板需要进行冷却,以使其温度逐渐降低,准备进行后续的加工和使用。
三、质量检测1. 硬度测试经过热处理的高铬铸钢衬板需要进行硬度测试,测试方法通常为巴氏硬度试验或洛氏硬度试验,以确保其硬度符合要求。
2. 金相组织检测经过热处理的高铬铸钢衬板需要进行金相组织检测,以观察其晶粒大小、结构均匀性等情况,以确保热处理效果良好。
3. 化学成分检测经过热处理的高铬铸钢衬板需要进行化学成分检测,以确保其化学成分符合标准要求。
四、包装出厂经过质量检测合格的高铬铸钢衬板需要进行包装,通常采用防潮、防锈的包装方式,以确保其运输和储存过程中不受到损坏。
以上就是高铬铸钢衬板的热处理工艺流程,通过热处理可以改善高铬铸钢衬板的组织结构和性能,提高其耐磨性和使用寿命,保证其在矿山、冶炼等领域的长期稳定使用。
高铬铸铁耐磨衬板的热处理工艺改进
高铬铸铁耐磨衬板的热处理工艺改进我公司生产的2号和6号衬板是一种高铬合金铸铁,因其耐热耐磨性能好,广泛用于各大钢铁公司的高炉设备。
但由于其脆性大,无论在铸造还是在热处理过程中、极易断裂。
据我们过去统计,在热处理时,尺寸约在1000毫米×500毫米×25毫米以下的中小型衬板废品率一般在10~15%,尺寸在此以上的大衬板最高时甚至达到50%左右。
由于规格繁多,几何形状多样,生产难度较大,每年的平均废品率一般都在16%左右。
走访过一些单位,大家都认为衬板开裂的原因很多,与其铸造内在质量、外观质量、尺寸大小、几何形状、化学成分等多种因素有关。
但我们认为主要是热处理加热和冷却条件。
这种衬板在加热和冷却过程中体积变化特别突出。
加热时其体积增大,而冷却时体积缩小。
对同一块衬板来说,加热速度过快,体积增大速度上下不一,造成较大应力,导致开裂。
衬板在砂箱中摆放过挤,受热后体积增大受到限制,也会迫使它以开裂方式释放体积变化受阻产生的应力。
开裂最多是在出炉后,衬板在砂箱中以空气风冷时,边缘冷却快,体积大幅度收缩,而中部不易冷却,其红热部分收缩量滞后,中部阻止外部收缩,这时中部承受边缘施加的压应力,而边缘收缩受阻承受很大的拉应力,而衬板的韧性又较低,当拉应力达到一定极限后,外部边缘以开裂形式来释放应力。
这时如注意观察会发现,裂纹通常起源于衬板冷得最快的长边中段某处,因为这里的应力聚集最大,开口裂得较宽,裂口端部可达3~4毫米,当中部随时间延长逐渐降温收缩后,边缘与中部的收缩量接近一致,裂口便闭合在一起,然而,很长的裂纹已经产生,甚至断开。
所以我们认为冷却和加热过程中,在同一块衬板上的温度一致性,是保证衬板不裂的决定性因素。
裂因明确后,在加热过程中,我们采取逐步升温、均温的方法,这与老方法基本相同,目的使同一块衬板均匀受热,各部分膨胀系数基本一样,但必须注意要将大衬板摆放在宽松的工装或砂箱内,让其可以有足够的空间膨胀。
合金高铬铸铁的热处理
摘要本文以合金高铬铸铁(KMTBCr8)板材(5.6mm5.6mm53mm)为试验材料,进行不同热处理后不同腐蚀介质、不同ph、不同砂浆配比、不同转速下的腐蚀磨损试验。
利用光学显微镜对试样进行基体组织分析、显微组织分析。
研究不同热处理工艺及不同腐蚀磨损条件对KMT BCr8腐蚀磨损性能的影响,并分析不同热处理工艺及腐蚀条件下KMTBCr8腐蚀磨损的规律[1]。
研究发现,KMTBCr8的热处理工艺对其腐蚀磨损性能有影响,铸态的KMTBCr8耐腐蚀磨损性能最好;相同回火温度下,淬火热处理温度越高,KMTBCr8耐腐蚀性越差;相同淬火温度下,KMTBCr8试样低温回火的耐腐蚀磨损性能优于三次高温回火。
在其他热处理工艺及腐蚀条件都相同时,中性砂浆中KMTBCr8的表面锈蚀最严重,碱性砂浆次之,酸性砂浆中KMTBCr8的锈蚀最轻。
在相同腐蚀磨损条件下,高转速比低转速的失重量要多。
关键词:合金高铬铸铁;热处理;腐蚀磨损;组织形貌AbstractThis paper, taking high chromium cast iron alloy plate (5.6mm x5.6mm x 53mm) as experiment material, respectively in different heat treatment, different corrosive medium, different ph, different cement mortar ratio, different speed of the corrosion wear test . Using Zeiss electron modern analysis methods, the research discusses the heat treatment process and different corrosion wear conditions affect the performance of KMTBCr8 corrosion and wear, and analyze the different heat treatment process and the abrasion performance of the corrosion conditions and corrosion KMTBCr8 relationship; For the material in the actual system theoretical foundation for the safe use. The main researchcontents include : matrix organization analysis, the morphology and microstructure analysis.On the basis of the successful preparation of sample heat treatment, firstof all the groups were compared before and after heat treatment. Then to study KMTBCr8 by weight-loss method in acid and alkali neutral mortar dynamic law of corrosion wear characteristics. By comparing the samples before and after corrosion wear weight difference, analyzing corrosion wear data record, a series of XY scatterplot smooth.The study found that KMTBCr8 heat treatment process on thecorrosion and wear properties of influential, the higher the heat treatment temperature, corrosion resistance, the worse, the more serious the surface rust. In the neutral mortar KMTBCr8 surface corrosion is more serious. Under the same corrosion wear time, high speed than the weightlessness rate of those low speed.In neutral mortar, when KMTBCr8 after heat treatment, the neutral mortar corrosion resistance than the as-cast the most neutral mortarwith poor corrosion resistance. Followed by alkaline cement mortar, the poor corrosion resistance than as-cast. Finally is acidic slurry, andits poor corrosion resistance than the as-cast least. You can see that the as-cast KMTBCr8 most resistant to corrosion.Keywords: high chromium cast iron; Heat treatment; Corrosion and wear; The rupture目录摘要 PAGEREF _Toc21099 IAbstract II第1章绪论 11.1引言 11.2铸铁概述 11.2.1 铸铁及其应用 11.2.2 铸铁的金相组织和力学性能的特点 4 1.3金属的腐蚀磨损 31.3.1 金属的腐蚀磨损概述 41.3.2 腐蚀磨损的试验方法 41.4 铸铁的热处理 51.4.1 铸铁热处理概述 51.4.2 消除内应力处理 61.4.3 石墨化退火 61.4.4 正火 61.4.5 淬火 61.5本课题的研究目的和主要研究内容 71.5.1本课题的研究目的及意义 7 1.5.2本课题的主要研究内容 7第2章试验材料及具体试验方法 9 2.1 KMTBCr8的成分 92.2 热处理实验 92.2.1 热处理试样的制备 92.2.2 热处理工艺 92.3 金相观察 122.3.1 金相试样的制备 122.3.2 观察及照相 122.4 硬度的测定 122.5腐蚀磨损试验 132.5.1腐蚀磨损试样的制备 132.5.2腐蚀磨损试验 13第3章组织与硬度分析 143.1 金相组织分析 143.1.1原始试样组织 143.1.2淬火+回火后组织 143.2 硬度值及分析 183.2.1 KMTBCr8不同热处理状态下的硬度值 18 3.2.2 硬度分析 19第4章腐蚀磨损试验结果分析 214.1 酸性环境对高铬铸铁腐蚀性能的影响 214.1.1 腐蚀磨损试验结果 224.1.2 宏观腐蚀形貌分析 234.1.3 试验结论与分析 234.2 碱性环境对高铬铸铁腐蚀磨损性能的影响 24 4.2.1腐蚀磨损试验结果264.2.2试验结论与分析 26结论 34致谢 35参考文献 36CONTENTSTOC \o "1-3" \h \u Abstrace(Chinese) IAbstract(English) IIChapter 1 Introduction 11.1 Introduction 11.2 Summary of cast iron 11.2.1 Cast iron and its application 11.2.2 The characteristics of the microstructure and mechanical properties of cast iron 21.3 Metal corrosion and wear 31.3.1 The corrosion of the metal wear overview 41.3.2 Corrosion wear test method 41.4 Heat treatment of cast iron 51.4.1 Summary of cast iron heat treatment 51.4.2 Eliminate internal stress 61.4.3 The graphitization annealing 61.4.4 Normalization 61.4.5 Quenching 61.5 The research purpose of this subject and the main research content 7 1.5.1 This topic research purpose and meaning 71.5.2 The main research content of this project 7Chapter 2 The test materials and the concrete testing methods 9 2.1 The composition of KMTBCr8 92.2 Heat treatment experiment 92.2.1 The preparation of sample heat treatment 92.2.2 Heat treatment process 92.3 Metallographic observation 122.3.1 Preparation of metallographic sample 122.3.2 Observation and photography 122.4 Determination of hardness 122.5 Corrosion wear test 132.5.1 Corrosion wear test specimen preparation 132.5.2 Corrosion wear test 13Chapter 3 Analysis metallographic and hardness 143.1 Analysis metallographic 143.1.1 The original sample organization 143.1.2 After quenching and tempering 143.2 Hardness and analysis hardness 183.2.1 KMTBCr8 hardness value under different heat treatment states 18 3.2.2 Analysis hardness 19Chapter 4 Corrosion wear test results analysis 214.1 Acidic environment impact on the corrosion performance of high chromium cast iron 214.1.1 Corrosion wear test results 234.1.2 Macroscopic corrosion morphology analysis 234.1.3 Test results and analysis 234.2 Alkaline environment effect on the properties of high chromium cast iron corrosion and wear 244.2.1 Corrosion wear test results 264.2.2 Test results and analysis 30Conclusion 34Acknowledgement 35References 36。
保温及深冷处理对改善高铬铸铁性能的研究
保温及深冷处理对改善高铬铸铁性能的研究摘要:根据高铬铸铁在各种领域中的使用性能特点,本研究在原有热处理工艺的基础上,为了改善其组织性能进一步探讨两种保温及深冷处理工艺对高铬铸铁性能的影响。
关键词:高铬铸铁;深冷处理;回火含铬量在12%~28%之间的白口铸铁就属于高铬铸铁,它是一种广泛应用于采矿、电力、筑路机械、水泥、耐火材料等各个领域,常见于磨料磨损和冲击磨损的机件,如衬板、抛丸清理机室体、叶片、锤头、磨球等。
高铬铸铁具有比合金钢优良的耐磨性能、比一般白口铸铁优良的韧性和强度,同时抗腐蚀和抗高温性能也很突出,并且成本较低、容易生产。
为了提高高铬铸铁的各项性能指标,改善它的韧性、减少它的脆性等问题,使得在某些冲击较大的情况下也能很好地发挥它的使用价值,毫无疑问地在一定程度上会更加扩大其推广和使用。
所以提高高铬铸铁的冲击韧性、增加它的耐磨性等力学性能,也一直具有可研究的价值和意义。
热处理工艺的不断发展和改进,深冷技术逐渐地被许多研究人员用来来改进材料的性能。
深冷处理技术是一种通过改善工件内部组织的成分比例、分布均匀性,从而能够改善金属工件耐磨性、尺寸稳定性、强韧性、使用寿命的热处理工艺。
深冷处理指温度在-130℃以下的冷处理,通过低温处理来改善材料组织性能,可以转变残余奥氏体、析出超细碳化物、提高马氏体的抗蚀性、减少工件变形、开裂等,而且工艺简单、成本低、无污染,具有很好的应用前景,但是在各种实施热处理方案、把深冷技术更好地融合进去,还是具有一定的复杂程度和可变化性。
为了发挥高铬铸铁的潜在能力,本研究将在原有的研究基础上采用两种工艺,从而来探讨保温与深冷处理之间的互相配合对高铬铸铁性能的影响。
借助学院力学性能检测实验室及中航一集团下属工厂的热处理车间,针对高铬铸铁展开两套方案的热处理实验。
1 确立热处理的方案工艺一为针对高铬铸铁试样采用1100℃保温2小时,空淬后进行深冷处理,即空淬后放入液氮(-196℃)中保冷2小时,再进行回火保温4小时,回火温度分别取150、250、350、450、550和650℃,完成后空冷。
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高铬铸铁耐磨衬板的热处理工艺改进
我公司生产的2号和6号衬板是一种高铬合金铸铁,因其耐热耐磨性能好,广泛用于各大钢铁公司的高炉设备。
但由于其脆性大,无论在铸造还是在热处理过程中、极易断裂。
据我们过去统计,在热处理时,尺寸约在1000毫米×500毫米×25毫米以下的中小型衬板废品率一般在10~15%,尺寸在此以上的大衬板最高时甚至达到50%左右。
由于规格繁多,几何形状多样,生产难度较大,每年的平均废品率一般都在16%左右。
走访过一些单位,大家都认为衬板开裂的原因很多,与其铸造内在质量、外观质量、尺寸大小、几何形状、化学成分等多种因素有关。
但我们认为主要是热处理加热和冷却条件。
这种衬板在加热和冷却过程中体积变化特别突出。
加热时其体积增大,而冷却时体积缩小。
(1)对同一块衬板来说,加热速度过快,体积增大速度上下不一,造成较大应力,导致开裂。
(2)衬板在砂箱中摆放过挤,受热后体积增大受到限制,也会迫使它以开裂方式释放体积变化受阻产生的应力。
(3)开裂最多是在出炉后,衬板在砂箱中以空气风冷时,边缘冷却快,体积大幅度收缩,而中部不易冷却,其红热部分收缩量滞后,中部阻止外部收缩,这时中部承受边缘施加的压应力,而边缘收缩受阻承受很大的拉应力,而衬板的韧性又较低,当拉应力达到一定极限后,外部边缘以开裂形式来释放应力。
这时如注意观察会发现,裂纹通常起源于衬板冷得最快的长边中段某处,因为这里的应力聚集最大,开口裂得较宽,裂口端部可达3~4毫米,当
中部随时间延长逐渐降温收缩后,边缘与中部的收缩量接近一致,裂口便闭合在一起,然而,很长的裂纹已经产生,甚至断开。
所以我们认为冷却和加热过程中,在同一块衬板上的温度一致性,是保证衬板不裂的决定性因素。
裂因明确后,在加热过程中,我们采取逐步升温、均温的方法,这与老方法基本相同,目的使同一块衬板均匀受热,各部分膨胀系数基本一样,但必须注意要将大衬板摆放在宽松的工装或砂箱内,让其可以有足够的空间膨胀。
这样通常可以保证衬板在炉中不裂。
衬板出炉时是最关键的步骤。
冷却速度的快慢决定着硬度的高低,而同一块衬板上如何均温冷却,决定着裂与不裂。
为此,我们做了大量的工作,用风吹、向中部喷水雾,但都不具备良好的可操作性,尤其是喷水雾,尽管可以使硬度提高、开裂率下降,但对操作者的要求太严,不能有任何粗心大意,在生产实际中很难实施,只能停留在实验中。
最后,我们采取分批单件散开,即在台车炉加热衬板出炉时,迅速将其中的一砂箱吊离炉底板,并立刻一块一块散开空冷。
为防止台车上的衬板出炉后,边缘与其中部随时间延长造成较大温差,一定要及时将台车开进炉内均温,均温时不送电、炉门可以不全关。
目的是防止衬板边沿变暗或使已稍变暗的边沿回温,以保证其均温效果。
第一批散开后,再出第二批砂箱,如此直到全炉衬板出完。
最后一批出炉的衬板,温度一般控制在仪表显示760℃以上,其硬度值不受影响。
这样便解决了衬板均温快速冷却的问题。
这一方法效果非常明显,不仅不易出现开裂,而且衬板中部与边缘基本同时冷却,冷却过程中各处的体积收缩速度趋于一致,产生的
热应力也很小。
更大的优点是衬板硬度各处一致,避免了在砂箱中冷却时,衬板的硬度边缘只能勉强合格、中部则往往严重偏低的问题。
由于散开后冷却速度加快,其硬度值也得以显著提高,2号衬板一般达到58~64HRC, 6号衬板达到54~60HRC,均达到技术要求。
特别要提的是我们通过科学分析、实验验证后认为:均温冷却过程中残留应力很小,传统的低温回火又对这种高铬铸铁的机械性能几乎不产生作用,所以在新工艺方法中,将通常认为“必不可少的回火工艺”省去。
这样在衬板热处理质量不受影响的同时,还使工艺周期大大缩
短,生产效率得到提高。
附1:高铬铸铁衬板热处理新工艺
采用(2×5m²)650kw台车式电阻炉加热衬板:200℃以下装炉,阶梯升温,200℃保温1小时;350℃保温1.5小时;500℃保温1小时;650℃保温1.5小时;960℃保温2~2.5小时;停炉;分批出炉空冷,
迅速全部散开。
注释:
1、硬度值与960℃保温时间有关,不宜过短。
2、季节对本工艺有一定的影响。
出炉时,气温越低,散开衬板的速度应当越快。
冬季出炉前,可先停电降温至900~920℃左右,然后出炉,这样可以让衬板在炉内有个缓慢适应降温的过程,并减轻
炉内温度与环境温度差别过大的影响,减少因散开不够及时造成的开
裂。
3、以上工艺的改进,关键在出炉方式,尤其对较宽大的衬板,
单件散开速度必须快,否则中部冷却滞后于边沿,极易开裂。
附2:新、老工艺生产的废品率统计分析对比
表1 2003年耐磨高铬铸铁衬板废品率统计分析Table 1 Statistics & analysis on the rate of waste product for wear-resistance & High-chromium Iron Cast Liner Plate in 2003
从2003年全年生产情况看,自7月份开始采用新工艺后,废品率大幅度降低。
通过近几年的生产实践,截止目前,尚未发现省去回火工艺对质量有任何影响,广大用户对我公司的产品使用寿命非常满意。
实践证明:使用本工艺进行衬板热处理,硬度质量可达100%合格、开裂废品率可以非常有把握地控制在1. 5%以下,从而解决了衬
板热处理开裂量大的难题。