钒钛高铬白口铸铁颚板的研究与应用
钒钛高铬铸铁及其耐磨机理的研究
辽宁工程技术大学硕士学位论文钒钛高铬铸铁及其耐磨机理的研究姓名：苏丹申请学位级别：硕士专业：材料学指导教师：刘忆20060101辽宁工程技术大学硕士学位论文１９退火后组织如图所示：高铬白口铸铁退火后的组织结构主要是变异莱氏体＋珠光体＋二次渗碳体。
图２—２退火后组织２．３．１淬火试验高铬铸铁在铸态和热处理态都具有很好的耐磨性，但在实际工作过程中，铸态的高铬铸铁不一定能得到需要的组织，为了发挥其耐磨性，常常处理成马氏体基体，使基体本身更耐磨，更好的支持碳化物。
本试验淬火温度选取了９６０℃。
２．３．２回火试验回火是铸件淬火后必不可少的后续工序，回火温度取２６０℃，使铸件淬火后的温度趋于稳定化。
舀舞时同ｈ．·图２－３“淬火＋回火”工艺曲图３．１为ｖ含量为０．８％的铸态试样ｘ射线衍射图谱，可以看出，存在奥氏体相，生成Ｃｒ７Ｃ３，Ｆｅ３Ｃ，Ｍ０２Ｃ，ＴｉＣ和Ｖ２Ｃ等化合物；图３－２为该试样热处理后ｘ射线衍射图谱，奥氏体大部分转变成马氏体，同时还有Ｃｒ７Ｃ３，Ｍ０２Ｃ，ＴｉＣ和Ｖ２Ｃ等化合物生成。
３．１．２金相组织高铬铸铁的铸态金相组织为共晶碳化物＋奥氏体及奥氏体的转变产物．如图３．３。
当含ｃｒ大于１２％时，高铬铸铁的共晶碳化物主要是Ｍ７Ｃ３型共晶碳化物，所以高铬铸铁的铸态组织为奥氏体加Ｍ７ｃ３型碳化物及少量马氏体组成，碳化物呈美丽的菊花状和条块状。
高铬铸铁若想获得马氏体组织，必须得通过热处理来实现Ｄｓ］。
（ａ）加入０．８％钒×４００（ｂ）加入ｌ－０％钒×４００图３．３钒钛高铬铸铁铸态试样的显微组织（ａ）未加钒（ｂ）加入０．６％钒×４００辽宁工程技术大学硕士学位论丈（ｃ）加入０．８％钒ｘ４００（ｄ）加入１．０％钒Ｘ４００图３—４钒钛高铬铸铁热处理后试样的显微组织图３－４是未加钒和加不同含量的钒变质处理试样热处理后的组织，其组织均为马氏体＋碳化物＋弥散分布的二次碳化物‘９１。
高铬白口铸铁件高性能化的研究与生产实践.
２００４中国铸造活动周论文集（１９８９）７４ｌ１４Ｉ田村、松尾、岩成“高ｃｒ铸铁疲发强度ｃ：及Ｉ善卞炭化物形态上分布状态力影响”铸物讲演概要集１６（１９８９）８９ＰＩ５Ｉ田村、岩成、野见山：“高ｃｒ铸铁力耐耗性及Ｉ孑亨Ｔｉ添加。
影响”铸物讲演概要集１１７（１９９０）３４ｌ６ｌ新田、田村、李野“２５％铸铁铸放Ｌ组织扫上矿冲击摩耗特性制御”铸物６６（１９９４１１１８７ｆ７ｌ野见山，田村：“２５％Ｃｒ铸铁才－－ｘ－Ｙ－于彳ｈ化温度忙土为冲击摩耗性∞制御”铸物６７（１９９５）６９６９７
高铬白口铸铁件高性能化的研究与生产实践作者：作者单位：朴东学，王景安，李宏祥，蔺德忠，郭立刚，李宗林，赵青海，徐功民朴东学,李宏祥(沈阳铸造研究所(沈阳，王景安,李宗林,赵青海,徐功民(临沂特钢厂，蔺德忠,郭立刚(鞍山华杰建筑材料技术开发公司(鞍山本文链接：
/Conference_5612447.aspx。
白口铸铁的分类及高铬白口铸铁的应用
白口铸铁的分类及高铬白口铸铁的应用白口铸铁是应用较早也是比较广泛的一类耐磨材料，中国早在春秋时代就制成了抗磨性良好的白口铸铁，用作一些抗磨零件。
白口铸铁包括普通白口铸铁、低合金白口铸铁、中合金白口铸铁，高合金白口铸铁。
普通白口铸铁是不添加合金元素的普通白口铸铁，工程上被应用于耐磨性要求不高的抗磨铸件。
低合金白口铸铁脆性仍较大，适用于对耐磨性和韧性要求不太高的场合。
中合金白口铸铁以铬为主要合金元素，加入铬量达9%时，这种碳化物呈孤立杆状或板状形态，连续性差，所以韧性好、强度高。
目前用得最广泛的是高合金白口铸铁中含铬量为12％～20％的高铬白口铸铁，具有较高的硬度，良好的耐磨性和韧性，广泛应用于采矿、水泥、电力、筑路机械等方面。
随着高铬白口铸铁的应用日益广泛，各种新型刀具如硬质合金刀具，陶瓷刀具和立方氮化硼刀具等超硬刀具的应用也日趋广泛。
但只有选择正确的刀具，才能更好的解决高铬白口铸铁难加工的问题。
以前和华菱刀具工程师交谈时听说华菱立方氮化硼刀具BN-K1加工高铬白口铸铁效果更明显。
原因是华菱超硬立方氮化硼刀具BN-K1属于非金属粘合剂，是整体聚晶立方氮化硼刀具，其硬度高，具有良好的耐磨性和抗冲击性能，可有效提高加工效率。
华菱超硬是一家集超硬刀具设计，生产，技术服务于一体的中国民族企业，其刀具方案可全方位、高效的完成硬材料加工行业领域的各种零部件的车削、铣削等一系列加工。
目前被广泛应用于高硬度材料，热处理后的高硬度工件，和其他难切削材料的零件领域。
自创立以来，与多家机械零部件商家建立了长期合作伙伴关系。
以下是华菱立方氮化硼刀具BN-K1加工高铬白口铸铁的实际加工案例。
一、高铬白口铸铁的特性高铬白口铸铁是继普通白口铸铁、镍硬铸铁发展起来的第三代白口铸铁。
目前高铬铸铁已经是世所公认的优良的耐磨材料，在采矿、水泥、电力、筑路机械、耐火材料等方面应用十分广泛。
高铬白口铸铁作为耐磨铸件在不做任何热处理的情况下，硬度一般在HRC45以上，抗拉强度为650～850MPa。
高韧性高铬铸铁衬板的研制和应用
高韧性高铬铸铁衬板的研制和应用冯胜山杨应凯叶学贤曹金宏余松明1 前言据统计，我国每年消耗的金属耐磨材料约300万吨以上，其中仅冶金矿山消耗的衬板就达10万吨左右。
目前我国各类矿山用磨机等选矿设备中的衬板等易损件一般都采用ZGMn13高锰钢材质。
这类易损件在使用时要承受一定的冲击和磨料磨损，因此其材质应具有良好的抗磨性能和一定的冲击韧性。
ZGMn13奥氏体高锰钢的冲击韧性很高(аk达200J/cm2),原始硬度不超过HB230，但在高的冲击负荷作用下，工件表面层能够产生硬化效应，其表面硬度可达HRC42～48，而中心仍保持优良的韧性。
但如果服役时冲击能量不够，奥氏体高锰钢表面冲击硬化效应不能充分产生，高锰钢表面达不到高硬度，则工件很快磨损。
同时高锰钢的屈服极限（б0.2）较低（约为350MPa左右），在使用中，尤其是使用前期工件易发生塑性变形。
另外球磨机衬板与研磨介质（如磨球）之间还存在一个硬度匹配问题，研磨介质硬度一般应高于衬板硬度HRC3左右较宜，但目前很多厂矿使用的低铬铸铁、高铬铸铁磨球的硬度大大高于高锰钢衬板硬度。
高锰钢在低冲击负荷下的上述不足常常导致工件的韧性有余而耐磨性不够，磨损失效快，而且变形严重，致使工件寿命短。
Cr>11%的高铬白口铸铁的共晶碳化物为六方晶系的M7C3，（CrFe）7C3的硬度为HRV50 1200～1800，比一般白口铸铁的共晶碳化物Fe3C（HRV50840～1100）高，同时凝固特性发生变化，凝固时（CrFe）7C3是孤立相，而奥氏体是连续相，因而韧性较普通白口铸铁大有改善，因此是抗磨粒磨损和抗切削磨损的首选材料。
国外应用较多，主要用于中低冲击负荷工况条件的衬板、锤头、磨球、渣浆泵过流部件等大中型磨损件。
国内外对高铬铸铁的磨损机制、断裂机制、断裂韧性（Ｋ1c值）、裂纹扩展机理进行了一系列的研究，结果表明高铬铸铁可以通过调整碳铬比，加入各类合金元素，采用稀土变质处理和热处理工艺等来控制碳化物的大小和形态、二次碳化物量及弥散度以及基体组织（马氏体、奥氏体、索氏体），从而调整性能，满足工件使用要求。
不同钒含量球墨铸铁白口深度
钒作为一种合金元素，在球墨铸铁中的作用主要是细化晶粒和促进石墨化，从而改善铸铁的力学性能。
钒含量的变化对球墨铸铁的白口深度有显著影响，这是因为钒可以降低铸铁的冷却速率和促进石墨的形成，这两个因素都有助于减少白口区域的深度。
在较低的钒含量下，钒的作用可能不足以显著影响白口深度，但随着钒含量的增加，石墨化程度提高，白口深度相应减小。
然而，钒含量也不宜过高，因为过高的钒含量可能导致铸铁的冷却速度减慢，反而可能增加白口深度。
为了得到最佳的铸铁性能，必须仔细控制钒的添加量以及其他合金元素的比例，并通过适当的热处理来调整铸件的微观结构。
通常，通过实验和生产实践来确定不同钒含量下球墨铸铁的白口深度，以便在保证铸件机械性能的同时，最小化白口区域的深度。
在工程设计和生产过程中，应综合考虑铸件的应用需求、铸造工艺以及成本效益，选择合适的钒含量，以达到既定的材料性能和经济效益。
钒对高铬铸铁组织及性能的影响毕业设计论文
摘要高铬铸铁因其优越的性能而受到越来越广泛的重视。
高铬铸铁相对合金钢有优良的耐磨性，相对一般白口铸铁有高得多的韧性、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，所以被誉为当代最优良的抗磨料磨损材料之一。
本文就高铬铸铁的铸造及性能进行了比较系统的研究，首先设计高铬铸铁的成分进行铸造，然后利用金相显微镜对试样的组织形态、化学成分、物相组成进行了分析，最后通过硬度测试，冲击实验进行性能检测。
结果表明，高铬铸铁的组织主要由基体和碳化物组成，基体的相是主要奥氏体另外还有部分马氏体，而碳化物主要是Cr7C3。
高铬铸铁的硬度及耐磨性都比较高。
关键词：高铬铸铁；铸造；耐磨性；摩擦磨损；AbstractBecause of its superior performance, high chromium cast iron attracted more and more attention.High chromium cast iron has more excellent wear resistance than alloy steel , relative to the general white cast iron has higher toughness, strength, at the same time, it also has good resistance to high temperature and corrosion resistance, and convenient production, low cost, and is regarded as the best of contemporary anti abrasion material.In this paper, the properties of high chromium cast iron casting and compares the system, first of all the design of high chrome cast iron component for casting, then by using optical microscope, scanning electron microscope, on the sample tissue morphology, chemical composition, phase composition are analyzed, finally, hardness test friction and impact test, performance testing.The results show that, the structure of high chromium iron is mainly composed of a base and composition of carbide, matrix phase is the main part of austenite and martensite, and the carbide is Cr7C3.The hardness of high chromium cast iron and the wear resistance is higher.Key words:high chromium cast iron; casting; wear resistance; friction and wear.目录摘要 (I)Abstract ......................................................................................................................................... I I 第1章绪论.. (1)1.1课题的目的、意义 (1)1.1.1 课题的目的 (1)1.1.2 课题的意义 (1)1.2课题背景 (2)1.2.1 课题背景 (2)1.3文献综述 (2)1.3.1 高铬铸铁..................................................................................... 错误！未定义书签。
高铬铸白口铁在水泥磨机衬板的应用及发展前景
高铬铸白口铁在水泥磨机衬板的应用及发展前景华昆港机耐磨铸钢有限公司王定祥近30年来我国水泥工业用铸造材料取得了突飞猛进的发展，一些产品达到国际先进水平！早在1882年英国人R.A哈特菲尔德（Hadfield ）发明的高锰钢距今已有130年历史，在加入各种合金元素的高锰钢形成了系列新品种，在工业上仍然广泛应用。
铸造合金钢异军突起，它以硬度高、韧性好、耐磨性能优异而在某些工况条件下取代了高锰钢而普遍应用。
高铬合金白口铸铁以其更高的硬度显示其最佳的耐磨性能，而高铬合金被称最抗磨的耐磨材料，由于冲击韧性较高锰钢、合金钢低而使用受限。
可是高铬白口铸铁在水泥磨机上制作衬板有其广阔的发展前景！1.球磨机工作原理：水泥建材主要粉磨设备为球磨机、简称磨机。
它是一个两端带有支承装置的圆筒体，内装研磨体（钢球）和被磨的物料（如石灰石），其总装入量为筒体有效容积的25-45%。
筒体绕水平的中心轴线回转，筒体内的研磨体和物料在离心力和摩擦力作用下被筒体衬板提升到一定的高度，然后脱离筒体瀑泻或抛落，物料循环地在筒体内运动受到研磨体不断地冲击、辊轧挤压和研磨作用而被粉碎成为一定粒度要求的产品。
物料从筒体一端的空心轴进入，而粉磨后的产品经筒体另一端空心轴排出。
筒体内物料的移动是给予压力来实现。
筒体能够回转是由电机带动减速机，减速机传动筒体上的大齿轮实现的。
干法磨时物料排出筒体被输送出去。
球磨机的一般构造见图1[1] 4.5 X 15.11m球磨机二仓分级衬板在筒体内情形见图2。
球磨机中主要磨损件是衬板与磨球。
衬板是球磨机筒体和进出口料端盖的保护板，承受研磨体和物料的冲击与研磨。
图1、球磨机的一般构造1 一进料装置2 一支承装置3一回转部分4一出料装置5一传动装置6 一研磨体2、高铬白口铸铁磨机衬板应用实例2- 1 ZGCr13SiMo钢衬板在© 4.5m大型水泥磨机磨机应用实例ZGCr13SiMo是笔者在唐山水泥机械厂工作期间的1985年主[2]持研制的高铬白口铸铁新品种，ZGCr13SiMo钢化学成分力学性能与金相组织见表1。
高钒高速钢的研究及应用现状
高钒高速钢的研究及应用现状近20年研究发现，高钒高速钢不仅有很高的硬度和相当的韧性，而且有优良的耐磨性，因此作为新一代耐磨材料，高钒高速钢备受关注。
研究表明，高钒高速钢的耐磨性是高铬铸铁的3倍以上，是高锰钢的10倍以上，已被用于轧辊、锤头、球磨机衬板和转子体等多种耐磨件。
俄罗斯在高速钢和一些结构钢的生产中也开展了用钒代替钨、钼和铌的应用研究。
当前中国正处于高钒高速钢材料的研制、开发和生产应用的起步阶段，为此本文对其研究现状进行了综述并对发展前景进行了展望。
1 高钒高速钢的成分设计高钒高速钢以钒为主要添加元素，辅以铬钼等合金元素，充分利用钒碳化物(VC)硬度高、形态好的特点来提高材料韧性及耐磨性。
目前国外主要采用高碳高钒(铌)类型的成分设计方案。
钒是中国富有元素之一，目前虽然价格较锰、铬等元素贵，但是高钒高速钢的性价比很高。
目前研究或应用的部分高钒高速钢的化学成份中除C、V外，还含有Cr、Mo，有些还含有W和Nb。
V含量最高达15％，最低也不低于2％，C含量最高可达4.6％。
高钒高速钢中钒碳质量比对其组织和性能也有很大的影响。
根据定比碳规律，合金元素及碳含量满足合金碳化物分子式中的定比关系时，二次硬化的效应最好。
VC中V、C的质量比为4.26：1，当钒含量高于化合比时，形成VC后的多余的钒只能溶于基体而造成贵重金属的浪费。
当碳含量高于化合比时，形成VC后多余的碳除部分溶于基体外，剩余部分与成分中的铬、钼等其它合金元素形成复合碳化物。
研究发现，当V/C=3时，高钒高速钢的耐磨性最佳，此时随碳、钒含量增加，耐磨性提高3~4倍。
2 高钒高速钢的组织与性能高钒高速钢的组织相当复杂，显微组织分析常采用以下几种方法：透射电镜相结构分析，扫描电镜形貌特征和微区成分分析，X射线衍射法分析碳化物相的组成，光学金相分析，显微硬度分析；插热分析法研究结晶温度；电子探针测定碳化物的成分等。
与黑白金相相比，彩色金相可以分析较为复杂的显微组织。
高钒、铬白口铸铁的研究与生产应用
积分数） Ｃ型碳化物。在亚临界温度热处理条件下， Ｍ 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 ：Ｇ ５ Ｔ ２２ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ：０ ３ ８４ （０ ６ ０ — ０ ６ ０ １０ — ３ ５ ２ ０ ）６ ０ ５ － ５
ｈ ａ ｅ ｔ ｎ． ｔｅｓｒｉｅｌｅｏ ｒ ｓ ｉｇｉ ａｔｈ ｍｍｅ ｄ ｆｔｉ ｍａｅ ａ ｓ３ ｔ ｓｏ ａ ｆｔｐｃ ｌ ｉｈ ｅ ｔｔ ａｍｅ ｔ ｈ ｅｖｃ ｉ ｆ ｕ ｈｎ ｍｐ ｃ ａ ｒ ｆ ｃ ｒｍａ ｅｏ ｓ ｔｒ ｌｉ ｉ ｆｔ ｔ ｉａ ｓ — ｈ ｉ ｍｅ ｈ ｏ ｙ ｈ
到 ３％． ５ 存放时间为 １ 天的铁屑的最大加入量可以 ５
达 到 ３ ％。 ０ 存放时问为 ３ Ｏ天的铁屑的最大加入量 可
以达 到 ２ ％。潮 ５
不使用高镍铬铁屑相比较．每吨高镍铬轧辊外皮铁
液可节省铬铁约 ５７ｋ 、镍板约 ９７ｋ 、钼铁 约 １ ． ｇ ． ｇ ． ７ ｋ， ｇ共计 可节省费用 ２２ ６元 。 ９ 参 考 文 献
高 铬抗磨铸 铁度新型 抗磨合金的 研究和生产工作。
金的研究 ０１ － ２ ０本课题首先在试验室中对高钒高铬铸
铁进行较系统的研究 ， 以期寻找最 佳配方 ， 然后生产
放时间为 ３ ０天的铁 屑的最大加入量可 以达到 ２ ％。 ５
３ 结 论
当加入量超过上述比例时， 轧辊的力学性能会下降，
基目 金 项
：
２ ０６ ８ ７ ０ －０ －１
— … … 本课题 列入 … 国家技术创新资助项 目（
０２ ２８ Ｂ３ Ｋ
白口铸铁改性处理中钒渣的冶金物化条件与作用
目前 水泥 、 电力 、 山等行 业 ， 矿 多选 用滚 碾 式球磨 机 做 粉磨设 备 。 衬板 多选 用高 锰钢 制 造 。由于高 锰 其 钢 在球 磨机 中不具 备加 工 硬化 的条 件 ， 故发 挥 不 了它
晶细 化 ； 由于阻 碍 了 Ｆ 、 Ｍｎ等 碳 化 物元 素 向碳 化 ｅ Ｃ、 物 优 先 生 长 晶面 的扩 散 ， 成 了具有 许 多 缩 颈 （ 弱 形 薄
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２０ ０ ６年第 １期 （ 总第 １ ４期 ） ０
白 口铸 铁 改性 处 理 中钒 渣 的冶 金 物 化 条 件 与作 用
王 仲 珏 王 小 非 （ 徽 工 程 科 技 学 院 安 ２１ ｏ ） ４ ｏ ｏ
摘 要 从 热 力学 角度 分 析 了Ｖ渣作 为炼铁 工业 副 产 品得 到 二 次利 用 的 可行 性 ， 并讨 论 了冶金 综 合 处理
Ｖ渣复 合 孕 育 剂 的作 用 是 在 枝 晶 区域 里 的 共 晶 液 体
里 ， 加 了大量 碳化 物数 量 。所有 这 些都 为 随后 的高 增 温热 处 理 产生 碳 化 物强 烈 的断 网“ 变 ” 团聚 、 状 裂 、 粒 化 的形态 变化 提供 了有 利 的条件 。
钒对高铬锰白口铸铁组织和性能的影响
韧度 明显 上 升 ， 硬度 变化 不大 。加 入钒后 ， 而 由于
图 ５ 钒 对 显 微 组 织 的 影 响
微量 的钒可 以细 化 晶 粒 ， 网 状碳 化 物 呈 明显 弥 使
（ ）在 ９ ０℃ 以上 淬 火时 ， ２ ５ 随含 钒 量 的增 加 ，
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武汉 船舶 职业 技术学 院 学报
２０ ０６年第 ２期
８． ５
．
ｌ ０ ℃ ０ ０ ９５ ℃ ０
Ｃ — — ９０ ℃ ０
５５ ．
０
图 ４ 钒 对 冲 击 韧 度 的 影 响
铸态 下高 铬锰 白口铸 铁 的硬度 和 冲击韧 度都 不高 ， 是 由于 基 体 为 奥 氏体 和 存 在 铸造 应 力所 这
图 １ 洱 火 温度 对 硬 度 的影 响
从 图 １ 图 ２ 见 ， 含钒 量 的增加 ， 铬锰 白 、 可 随 高 口铸铁 的冲击韧 度 显著 提 高 ， 度增 加 幅度 较 小 。 硬 从 图 ５可见 ， 高 铬锰 白 口铸 铁 中加 入 微 量 的钒 ， 在 显微组 织 明显 细 化 ， 化物 呈 弥 散 分 布。从 图 ３ 碳 、 图 ４可见 ， ９０℃以上淬火 时 ， 在 ５ 随含钒 量 的增 加 ，
对高 铬锰 白 口铸 铁 组 织 和性 能 的影 响 ， 扩 大高 对 铬锰 白 口铸铁 的应 用 范 围具有 重要 的意 义 。
和冲击韧度 的影 响 ， ３ 图 ４为 不 同热处 理下 高铬 图 、
锰 白口铸铁 的硬度和 冲击韧 度的变化 隋况 。
１ 试 验 过 程
铁液 由 １ 中频 感 应 电 炉 熔 化 ， 料 为 工 ２ 炉 业用 高碳 铬铁 、 中碳锰 铁及 本溪 生铁 ， 铁经 破碎 钒 粒度 为 １ ５～２ Ｙ 。铁 液 过 热 温 度 为 １５０～ ０ ｉｎ ｌ ｉ ２ １６ ０℃ ， ５ 浇注 温度 为 １４０～１４ ０℃ ， 炉 浇 注 １ ５ 每 ２ ０×２ ×１０ｉｎ冲击 试样 １ 根 ， 用树 脂 自硬砂 ０ １ ｌ Ｙ ｉ ２ 采 造 型 。为 了探 讨 热 处 理 的影 响 和 钒 的作 用 ， 对合 金的 ３ 组试 样 ， 行 ３ 不 同淬火 温度 的热处 理 ， 进 种 保温 时 间 均 为 ３ ｈ 回 火 温 度 及 时 间 均 为 ２ ０～ ， ５ ２０℃ ， 。含钒 量 分 别 为 ０ ０ 、 ． ％ 、 ． ％ 。 ８ ３ｈ ．％ ０ ２ ０ ４
白口铸铁的分类及高铬白口铸铁的应用
白口铸铁的分类及高铬白口铸铁的应用白口铸铁是应用较早也是比较广泛的一类耐磨材料，中国早在春秋时代就制成了抗磨性良好的白口铸铁，用作一些抗磨零件。
白口铸铁包括普通白口铸铁、低合金白口铸铁、中合金白口铸铁，高合金白口铸铁。
普通白口铸铁是不添加合金元素的普通白口铸铁，工程上被应用于耐磨性要求不高的抗磨铸件。
低合金白口铸铁脆性仍较大，适用于对耐磨性和韧性要求不太高的场合。
中合金白口铸铁以铬为主要合金元素，加入铬量达9%时，这种碳化物呈孤立杆状或板状形态，连续性差，所以韧性好、强度高。
目前用得最广泛的是高合金白口铸铁中含铬量为12％～20％的高铬白口铸铁，具有较高的硬度，良好的耐磨性和韧性，广泛应用于采矿、水泥、电力、筑路机械等方面。
随着高铬白口铸铁的应用日益广泛，各种新型刀具如硬质合金刀具，陶瓷刀具和立方氮化硼刀具等超硬刀具的应用也日趋广泛。
但只有选择正确的刀具，才能更好的解决高铬白口铸铁难加工的问题。
以前和华菱刀具工程师交谈时听说华菱立方氮化硼刀具BN-K1加工高铬白口铸铁效果更明显。
原因是华菱超硬立方氮化硼刀具BN-K1属于非金属粘合剂，是整体聚晶立方氮化硼刀具，其硬度高，具有良好的耐磨性和抗冲击性能，可有效提高加工效率。
华菱超硬是一家集超硬刀具设计，生产，技术服务于一体的中国民族企业，其刀具方案可全方位、高效的完成硬材料加工行业领域的各种零部件的车削、铣削等一系列加工。
目前被广泛应用于高硬度材料，热处理后的高硬度工件，和其他难切削材料的零件领域。
自创立以来，与多家机械零部件商家建立了长期合作伙伴关系。
以下是华菱立方氮化硼刀具BN-K1加工高铬白口铸铁的实际加工案例。
一、高铬白口铸铁的特性高铬白口铸铁是继普通白口铸铁、镍硬铸铁发展起来的第三代白口铸铁。
目前高铬铸铁已经是世所公认的优良的耐磨材料，在采矿、水泥、电力、筑路机械、耐火材料等方面应用十分广泛。
高铬白口铸铁作为耐磨铸件在不做任何热处理的情况下，硬度一般在HRC45以上，抗拉强度为650～850MPa。
钒对高铬锰白口铸铁组织和性能的影响
钒对高铬锰白口铸铁组织和性能的影响谭银元(武汉船舶职业技术学院科研处,湖北武汉 430050)摘 要 探讨了钒以及热处理工艺对高铬锰白口铸铁组织和性能的影响。
结果表明:在高铬锰白口铸铁中加入一定数量的钒,能细化晶粒,改善碳化物的形态和分布,提高力学性能。
在含钒量为0.25%～0.5%时,热处理温度为1000℃时,其力学性能最佳。
关键词 高铬锰白口铸铁;钒;力学性能;显微组织中图分类号 TG 166 文献标志码 A 文章编号 1671-8100(2006)02-0023-02收稿日期:2006-01-12作者简介:谭银元,男,教授,主要从事铸造合金及熔炼方面的教学和科研工作。
我国锰资源丰富,以锰替代高铬钼白口铸铁中昂贵的钼而研制出的高铬锰白口铸铁,具有优良的力学性能和耐磨性,具有广阔的应用前景[1～2]。
为了进一步提高高铬锰白口铸铁的性能,文献[3]针对铌对高铬锰白口铸铁的组织和性能作了大量的研究,发现在高铬锰白口铸铁中加入一定数量的铌,可以改善碳化物的形态和分布,碳化物呈粒块状,尺寸明显变短,并呈菊花状分布,提高了其冲击韧度和耐磨性。
钒在铸铁中既能强化基体,又能与碳、氧等结合形成极稳定的化合物,钒通常以VC 、V 2C 、V 2O 5等颗粒形态,分布于铸铁组织中,提高铸铁的力学性能。
因此,探讨钒对高铬锰白口铸铁组织和性能的影响,对扩大高铬锰白口铸铁的应用范围具有重要的意义。
1 试验过程铁液由12kg 中频感应电炉熔化,炉料为工业用高碳铬铁、中碳锰铁及本溪生铁,钒铁经破碎粒度为15～20mm 。
铁液过热温度为1520～1560℃,浇注温度为1410～1450℃,每炉浇注20×20×110mm 冲击试样12根,采用树脂自硬砂造型。
为了探讨热处理的影响和钒的作用,对合金的3组试样,进行3种不同淬火温度的热处理,保温时间均为3h ,回火温度及时间均为250～280℃,3h 。
含钒量分别为0.0%、0.2%、0.4%。
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
Ｚｌ ｕ Ｓｈ
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关键 词 ：Ｆ— — 卜Ｖ 金 ，冷却 曲线 ，合金液相 面图 ｅＣ Ｃ 合 中 图分类 号 ：Ｔ ４ ． 文献 ３ Ｇ１３ ９ ０ １４ ７ ２ ０ ）０ — １５ ０
Ｃｒ ｓａ ａ ａ ｔ ｒ ｔ ｆＦ — ＣｒＶ ｌｙａ ｄ ｙ ｔＩ Ｃｈ ｒ ｃｅ ｉ ｉ Ｏ ｅ Ｃ． Ａｌ ｎ ｓｃ ｏ
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不同钒含量球墨铸铁白口深度
不同钒含量球墨铸铁白口深度全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：不同钒含量球墨铸铁白口深度球墨铸铁是一种优质的铸造材料，具有优异的机械性能和良好的耐磨性。
在实际生产中，球墨铸铁的质量受到各种因素的影响，其中钒含量是一个非常重要的因素。
钒是球墨铸铁中的一种合金元素，它对球墨铸铁的组织和性能有着重要的影响。
在球墨铸铁中，钒的含量不同会导致白口深度的变化，这对球墨铸铁的使用性能和寿命都有着重要的影响。
钒是一种非常重要的合金元素，它在球墨铸铁中有着重要的作用。
一方面，钒可以提高球墨铸铁的强度和硬度，改善其耐磨性和耐磨性能；钒还可以提高球墨铸铁的热强度和冷变形造能力，提高其耐冲击性能和抗变形性能。
合适的钒含量是保证球墨铸铁材料性能的关键之一。
一般来说，钒含量较高的球墨铸铁具有较大的白口深度。
这是因为钒可以改善球墨铸铁的结晶形态和晶粒尺寸，从而影响铸件的凝固过程和组织形成。
当钒含量较高时，球墨铸铁的晶粒尺寸会变大，晶界形成难度增加，容易形成白口。
钒含量较高的球墨铸铁往往容易出现白口深度较大的问题。
在实际生产中，需要根据具体的要求和工艺条件选择合适的钒含量，来控制球墨铸铁的白口深度。
一般来说，钒含量在0.05%-0.15%之间比较适中，既能保证球墨铸铁的强度和硬度，又能控制白口深度在较小的范围内。
还需要注意其他合金元素和工艺条件对球墨铸铁白口深度的影响，综合考虑来优化材料配方和工艺流程，以获得最佳的性能和质量。
第二篇示例：白口深度是一个反映球墨铸铁组织致密程度的重要指标，通常来说，白口深度越小，说明球墨铸铁的致密程度越高，抗拉强度和耐磨性能也越好。
而在球墨铸铁的生产过程中，钒的含量是一个非常关键的因素。
钒的含量合适的话，可以有效地改善球墨铸铁的组织结构，提高其力学性能和耐磨性能；而如果钒含量过高或者过低，都会导致球墨铸铁的白口深度增加，从而降低其性能。
在实际生产中，不同钒含量对球墨铸铁白口深度的影响是非常明显的。
钒对高铬铸铁衬板性能的影响
钒对高铬铸铁衬板性能的影响
孙凯;董世知
【期刊名称】《热加工工艺》
【年(卷),期】2008(37)23
【摘要】为解决高铬白口铸铁的脆性问题,用钒铁对其进行变质处理,研究了高铬铸铁的钒含量对其硬度、冲击韧度和耐磨性的影响。
结果表明,随着钒含量的增加,硬度升高,冲击韧度先增后减,在钒含量为0.8%(质量分数)左右时,冲击韧度最高;耐磨性与冲击韧度变化趋势相同。
【总页数】3页(P40-42)
【关键词】高铬铸铁;硬度;冲击韧度;耐磨性
【作者】孙凯;董世知
【作者单位】辽宁工程技术大学实验实训中心
【正文语种】中文
【中图分类】TG143
【相关文献】
1.高铬锰钒钛合金抗磨铸铁衬板的试验研究 [J], 李固成
2.铁液温度和浇注方式对高铬铸铁衬板铸件表面质量的影响 [J], 李宏兴;孙晓宁
3.稀土钒钛高铬白口铸铁衬板的研制 [J], 富利清;刘忆
4.含钒高铬铸铁衬板的研制 [J], 余自苏;王工;罗传越;陈万安
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钒在高铬铸铁中的作用
钒在高铬铸铁中的作用
1、钒在高铬铸铁中的作用
(1)改善低温强度：钒与铬和碳元素结合，形成均匀分布的钒镁铁硅
合金，改善铸铁的低温强度。
(2)改善塑性：钒能增大晶间距，使晶粒形貌更加均匀，这样物料的
流动性、可塑性等均得到改善;同时，钒的加入可以增加组织的透气性，使各种塑性的变形更加顺畅。
(3)改善合金的耐腐蚀性：钒的加入可以发挥表面抗腐蚀的作用，从
而使高铬铸铁的耐腐蚀性得到改善。
2、钒的添加量
加入钒的量一般为材料重量的0.2%～ 1.2%，太多和太少均不利于铸
铁的性能提高，因此，加入钒量也应予以恰当控制
3、钒在铸造工艺中的应用
(1)用于高硬度材料：钒对于高铬铸铁,高温合金,超合金中的碳及其他
元素结合,形成稳定的熔点，从而增加制品的耐热性和硬度；
(2)用于减小孔径：钒的加入可以增大晶粒大小，使得该材料的热变形控制能力更加强，因此，以较小的孔径就能达到较大的抗腐蚀性和耐冲击的材料。
(3)用于耐磨材料：钒的加入使得该材料具有较好的耐磨性，有利于器件发挥更好的抗磨性能。
4、钒在高铬铸铁中的缺陷
(1)材料韧性变差：当钒的添加量较大时，它可以改变铸铁的组织，使该材料具有较好的可塑性，但是，其韧性会变得较差，甚至无法承受重型负荷；
(2)铸件易裂纹：钒在高温下融为铸件内部的液体，在冷却过程中向表面倾斜运移，使表面形成明显结晶，从而造成铸件裂纹和脆性；
(3)抗吸收性变差：钒的加入可以改变铸件的组织，使得铸件内部存在一定数量的气孔，使其抗吸水性变差。
低铬钛钒耐磨白口铸铁中钒钛的作用
低铬钛钒耐磨白口铸铁中钒钛的作用
随着工业的发展，铸铁在许多领域得到了广泛应用，它能够有效地替代其他金属材料。
在铸铁中，合金元素是改变铸铁性能的关键，低铬钛钒耐磨白口铸铁就是一种受欢迎的合金铸铁。
它主要由钢粉、球团煤和助熔剂等组成，并由钒钛等轻质合金元素形成。
以下将介绍低铬钛钒耐磨白口铸铁中钒钛的作用。
首先，钒钛能够增加材料的耐磨性。
由于钒具有高的弹性模量和较强的耐热、耐氧性，而钛具有较强的抗拉强度、强度和塑性，使其具有良好的耐磨性。
因此，将钒钛添加到低铬钛钒耐磨白口铸铁中，可以大大提高其耐磨性。
其次，钒钛能够增加材料的韧性。
钒钛是非常软的金属，具有较高的硬度和抗拉强度。
因此，将钒钛添加到低铬钛钒耐磨白口铸铁中，可以增加其韧性，使其具有更好的抗冲击性能。
此外，熔点低的钒钛合金有助于降低低铬钛钒耐磨白口铸铁的材料成本。
钒钛合金的熔点低，使其易于熔融，从而降低制造成本。
最后，钒钛合金能够提高低铬钛钒耐磨白口铸铁的缩短冷却时间，从而提高生产效率。
由于钒钛是很快熔融的金属，因此，将其添加到低铬钛钒耐磨白口铸铁中，可以有效地缩短冷却时间，从而提高生产效率。
以上就是低铬钛钒耐磨白口铸铁中钒钛的作用。
低铬钛钒耐磨白口铸铁是由钒钛等重量轻的金属合金元素组成的，它能够有效地提高材料的耐磨性、韧性、降低材料成本以及提高生产效率。
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金属热处理
CHEAT TREATMENT OF
METALS
1999年 第6期 No.6 1999
稀土钒钛高铬白口铸铁颚板的研究与应用
张羊换 王 贵 刘宗昌 黄建中
【摘要】 高铬白口铸铁中加入适量钒钛及稀土元素经复合变质处理后，可使铸态组 织显著细化。经热处理后，冲击韧度稳定在8～15J／cm2水平。试验证明，应用稀土钒 钛高铬白口铸铁制造的破碎机颚板，其使用寿命约为高锰钢制颚板的4倍。 关键词：稀土钒钛 高铬白口铸铁 颚板
Research and Application of Jaw Plates of High Chromium White Cast Iron with V-Ti and RE
Zhang Yanghuan，Wang Gui，Liu Zongchang （Department of Science and Engineering of Materials，Baotou University of Iron and Steel
1 前言
高铬白口铸铁作为耐磨材料，在水泥、电力、矿山等工业部门中具有不可替代的 优势，其优良的耐磨性倍受国内外学者和用户的重视［1］。随着研究工作的不断深 入，高铬白口铸铁的应用范围日益扩大。国内外研究的共同特点是应用各种手段，力 图改变碳化物的形态及分布，以达到改善力学性能的目的，结果并不十分理想［2］。 主要的问题是在各种工矿条件下，耐磨性与韧性尚不能达到很好的配合。 本研究的指导思想是在改善碳化物形态的同时，细化基体组织，改善晶界冶金状 态，以期达到在保证耐磨性的前提下，提高韧性的目的。在试验中，控制高铬白口铸 铁的基本成分，加入微量钒钛及稀土进行复合变质处理。经适当的热处理后，得到硬 度与韧性的较好配合。用这种材料制造的破碎机颚板，经现场装机试验证明，其使用
3 试验结果与分析
3.1 淬火温度对组织性能的影响 将冲击、静弯试样在不同温度加热，分别在N32机油和空气中冷却后，测得淬火 温度与αk、HRC和σbb之间的关系如图1。由图1可知，HRC及σbb随淬火加热温度变
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Technology，Baotou 014010） Huang Jianzhong （Baotou Hademen Gold Mine）
【Abstract】 The as cast structures of high chromium white cast iron could be fined remarkably by complex modifying treatment with V-Ti and RE．The impact toughness of iron with V-Ti and RE could be maintained on 8～15J／cm2 through suitable heat treatment．The test results showed that useful life of jaw plates of the iron with V-Ti and RE was as long as about four times of those of high manganese steel． Key words：RE and V-Ti，high chromium white cast iron，jaw plates
定颚20 动颚26
定颚78 动颚102
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4 结论
经试验室及工业装机试验表明，所设计的稀土钒钛高铬白口铸铁颚板的显微组织 及化学成分是可行的。经适当的热处理后，冲击韧度达αk＝9.5～13.8J／cm2，抗弯强 度达σbb＝980～1010MPa，满足破碎机颚板对强韧性的要求，其使用寿命约为高锰钢 颚板的4倍。 作者简介：张羊换：男，40岁，工学硕士，副教授，教研室主任，硕士研究生导师， 主要研究 方向为铬系耐磨铸铁的开发与应用。已发表论文20余篇。1998 年获宝钢教育奖、 内蒙古自治区青年知识分子优秀科技成果奖、内蒙古 自治区科技进步三等奖。联系 电话：0472-2132155。 作者单位：张羊换 王 贵 刘宗昌：包头钢铁学院材料系（包头 014010） 黄建中：包头市哈德门金矿
破碎机 规格／ 编号 mm
颚板 质量／
kg
颚板材质
最大给 破碎机 矿石种类 料粒度／ 运行
mm 方式
颚板平均使用寿命 （天）
高锰钢
稀土高铬 白口铸铁
定颚216 原用高锰钢，
1号 400×600 动颚229 现用稀土
定颚175 钒钛高铬 2号 250×750 动颚187 白口铸铁
金矿
350 200
不间断 连续 运行
图3 回火温度与αk、HRC的关系(回火时间均为90min)
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图4 1000℃加热油淬后不同回火温度下的显微组织 ×500 （a） 200℃ （b） 400℃ （c） 500℃ （d） 650℃ 回火温度对韧性的影响包括两方面：一方面，随回火温度升高，马氏体分解更彻 底，使韧性提高；另一方面，随回火温度升高，残留奥氏体分解加速，使韧性下降。 两重因素作用的结果，必然在某一回火温度区出现韧性峰值。由于淬火温度不同，淬 火马氏体及残留奥氏体的稳定性不同，故韧性峰值所对应的回火温度亦不相同。从图4 可见，随回火温度升高，淬火马氏体及残留奥氏体分解形成（α＋M7C3）聚合物组 织，共晶碳化物由长条状向团块状、短杆状转化。 3.3 颚板的热处理工艺及显微组织 综合分析图1、2、3的结果，得出颚板的热处理工艺曲线如图5。400℃二次回火的 目的是为了使残留奥氏体分解形成的马氏体进一步分解为（α＋M7C3）聚合物组织。 经图5工艺热处理后，颚板的硬度可达55～62HRC，冲击韧度αk＝9.5～13.8J／cm2。其 淬火的显微组织及碳化物形态如图6所示。
马氏体或（α＋M7C3）聚合物＋少量残留奥氏体基体上均匀分布着一定数量的团块状
M7C3型碳化物是稀土高铬白口铸铁颚板较合适的显微组织。颚板的化学成分设计为w
（％）：2.2～2.8C，13～16Cr，0.6～1.0Si，0.5～0.9Mn，0.1～0.4V，0.1～0.2Ti，0.05～ 0.18RE，＜0.08S，＜0.06P。 2.2 冶炼、铸造及热处理工艺 原料为废旧碳素钢、高碳铬铁、高碳锰铁、废旧石墨电极、钒钛铁粉和稀土合 金。试验及生产的冶炼分别用50kg和500kg酸性中频感应电炉，用双铂铑热电偶测量铁 水温度。与温度达到1500～1550℃时，加入纯铝脱氧。采用炉前冲入法加入钒钛铁粉 和稀土合金，降温到1350～1400℃时，开始浇铸，采用砂型铸造。控制开箱温度，以 免造成过大的铸造应力而导致开裂。 在高温箱式电炉中加热1030℃×90min，预冷到950℃左右时，淬入N32机油中，冷 到约100～150℃时出油，并立即在井式回火炉中进行550℃×180min的回火。由于高铬 白口铸铁的导热性较差，故淬火加热时，应控制加热速度，以免造成变形、开裂。 2.3 力学性能检测及显微组织观察 2.3.1 硬度、冲击、静弯试验 采用砂型单体铸造冲击、静弯试样。冲击试样的尺寸 为10mm×10mm×55mm，静弯试样的尺寸为30mm×340mm。将冲击、静弯试样分 别在900℃、950℃、1000℃、1050℃、1100℃、1150℃加热，分别在N32机油和空气中 冷却后，在井式回火炉中回火90min，回火温度分别为100℃、200℃、300℃、400℃、 500℃、600℃、650℃。然后在摆锤冲击试验机和万能材料试验机上分别测试淬火、淬 火＋回火试样的αk和σbb，并在洛氏硬度计上测试各种状态下的硬度。冲击试验每组
7个试样，静弯试验每组5个试样，硬度试验每个试样测3点，各取其平均值。 2.3.2 显微组织观察、碳化物鉴别、残留奥氏体量测定 用光学显微镜及扫描电镜观 察铸态及各种热处理态下的显微组织，并对共晶碳化物的成分进行电子探针分析和显 微硬度测定。用磁性法测定淬火及淬火＋回火状态下的残留奥氏体量。 2.4 工业装机试验 控制颚板的化学成分在设计的成分范围内，按照上述铸造、热处理工艺，生产规 格为400mm×600mm，250mm×750mm两种破碎机颚板，在包头市哈德门金矿两台不 同型号的破碎机上进行工业试验，观察颚板的磨损情况，统计破碎机运行时间。
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金的4倍，取得了令人满意的试验结果。
2 研究内容及方法
2.1 化学成分及显微组织设计 破碎机颚板的主要失效形式是齿部磨损和齿部或基体在使用过程中断裂。高质量 的颚板要求具有高耐磨性的同时，具有足够的韧性。在高铬白口铸铁中，起抗磨作用 的主要是碳化物，基体的作用是阻止裂纹的扩展，同时对碳化物起支撑保护作用 ［3］。因而，要求碳化物为M7C3型，基体应具有较高的强韧性。研究结果表明，回火
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化有一极大值。而αk在加热温度低于1000℃时，变化不显著，当加热温度高于1000℃ 时，上升幅度显著增大。这是由于随淬火加热温度变化，奥氏体中溶入的碳及合金元 素的量不同，而导致淬火后形成的马氏体残留奥氏体量不同的结果。随淬火加热温度 的变化，显微组织的变化如图2所示。随淬火温度升高，残留奥氏体量增加。这显然与 图1所示的性能变化规律是相一致的。
图5 颚板热处理工艺曲线
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