对高铬铸铁的一些认识
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℃。
高铬铸铁(上篇)
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。
高铬耐磨铸铁
2)高铬耐磨铸铁70年代西安交通大学等单位开始引入高铬白口铁作为衬板及其它零件材料,并在热处理及推广应用上做了不少工作;同期山东工业大学率先在高铬及锰、钨、钒系白口铁的碳化物团球化方面开展了卓有成效的研究,使白口铁韧性有了成倍的提高,并成功地将球化高铬白口铁用于生产衬板及其它零件,不仅用于国内,还有批量出口,为此于1988年获得国家发明二等奖。
此后,合肥工业大学、北京钢院、沈阳铸造所等单位在这一领域也做了大量的研究和推广应用工作。
高铬铸铁中含Cr高达12--28%。
由于Cr的大量加人,其组织中碳化物由连续网状的M3C型转变为断续板条状的M7C3型,从而使得其对基体的破坏作用大为减小,材质韧性有所提高。
但因高铬白口铁固有的韧性偏低 (ak=3--5J/cmZ)、耐蚀性差的缺点、成本偏高以及它在湿态下的磨损寿命并不高,致使其在国内应用还是有限。
尽管如此,其在一般工矿条件下表现出的优良耐磨性仍使其得到广泛应用。
高铬铸铁是抗磨料磨损的王牌材料,该材料的初始硬度高,但是冲击韧度差不抗冲击,如果是单纯的磨料磨损,它的使用寿命是高锰钢的5-10倍。
化学成分:机械性能:Cr>11%的高铬白口铸铁的共晶碳化物为六方晶系的M7C3,(CrFe)7C3硬度为HRM501200-1800,比一般白口铸铁的共晶碳化物Fe3C3(HRV50840-1100)高,同时凝固时(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,因此是搞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通过调整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、满足工作使用要求。
近年来国内有关单位也开展了高铬铸铁衬板的研究,其耐磨性可达同工况下高锰钢的2倍以上。
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
(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
铸造工艺举例
锤头高铬铸铁铸造工艺 高铬铸铁化学成分设计:(一般采用亚共晶高铬铸铁) 1、工艺上常常通过调整碳含量来达到改变碳化物数量。 2、不含其他合金元素的高铬铸铁,空淬能淬透的最大直径为20mm,要提高淬透性,必须加入合金元素。 3、锰剧烈降低Ms,会使高铬铸铁在淬火后有较多的残留奥氏体,因此,一般控制在1.0%以下。 4、铜降低Ms,会造成许多的残留奥氏体,因此,一般控制在1.5%以下。 5、由于V价格高,通常只适用于不易热处理的铸件。 6、硅提高Ms,会减少残留奥氏体,同时降低淬透性,因此,一般应控制。 7、高铬铸铁感应炉熔炼温度1480℃,已经足够,不必太高。 8、高铬铸铁浇注温度不希望太高,以免收缩过大和粘砂。浇注温度厚大件1350-1400℃,(一般件13801420℃)。高的浇注温度加重冒口下的缩孔,而且会造成浓密的显微缩松,同时使晶粒组织粗大。
国家标准
抗磨白口铸铁国家标准
我国抗磨白口铸铁国家标准(GB/T8263)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(%)
表2高铬铸铁的硬度
表3高铬铸铁件热处理规范
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”。
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。
高铬铸铁最佳淬火方式_理论说明
高铬铸铁最佳淬火方式理论说明1. 引言1.1 概述高铬铸铁是一种重要的工程材料,具有优异的耐磨性、耐热性和耐腐蚀性。
在许多领域中,如汽车制造、能源产业和机械制造等,高铬铸铁被广泛应用于各种关键零部件的制造。
淬火是提高高铬铸铁硬度和强度的有效方法。
然而,在选择最佳淬火方式时还存在许多挑战。
1.2 文章结构本文将围绕高铬铸铁最佳淬火方式展开详细讨论。
首先,我们将介绍高铬铸铁的特性,包括其成分组成和性能特点,以及淬火对其性能的影响。
然后,我们将探讨选择最佳淬火方式涉及的因素,包括材料硬度要求、制造工艺及设备条件以及经济效益考虑。
接下来,我们将进行理论分析和实验验证,并对淬火传热理论进行详细分析。
同时,我们还将设计淬火试验方案,并使用数据分析方法进行结果验证与预测。
最后,在结论部分我们将总结推荐高铬铸铁的最佳淬火方式,并提出未来研究方向的建议和展望。
1.3 目的本文的目标是探讨高铬铸铁最佳淬火方式的理论依据和实际验证,以提供工程师在制定相关工艺方案和选择适用条件时的参考。
通过深入研究高铬铸铁的特性、淬火方式选择因素以及淬火传热理论分析与实验验证,我们旨在为高铬铸铁的优化加工提供科学依据,并促进该材料在各个领域中更广泛、有效地应用。
2. 高铬铸铁的特性:2.1 成分组成和性能特点根据研究表明,高铬铸铁是一种含有较高比例的铬元素的合金材料。
其主要成分包括碳、硅、锰以及大量的铬。
这些成分的比例对于高铬铸铁的性能特点具有重要影响。
首先,高铬铸铁具有优异的耐磨性和耐蚀性。
其中,高浓度的碳元素赋予了它良好的硬度和抗磨损能力,使其适用于各种摩擦和磨损环境。
同时,大量添加的铬元素能够形成致密而稳定的氧化膜,有效防止高温下氧化物对材料的侵蚀。
其次,高铬铸铁还表现出较好的耐高温性能。
由于含有大量的硅和锰元素,在高温环境下形成了稳定且均匀的晶体结构,使得它具备出色的抗热震和抗变形能力。
此外,高铬铸铁在强韧性方面也具备一定优势。
高铬铸铁铬碳比
高铬铸铁是一种应用广泛的铸造材料,具有良好的机械性能和耐腐蚀性。
其中,铬碳比是指高铬铸铁中铬元素与碳元素的比值。
本文将就高铬铸铁的铬碳比进行详细的介绍,以便读者更好地了解这种材料的特性和应用。
一、高铬铸铁简介高铬铸铁是一种含有大量铬元素的铸造材料,通常铬含量在12%~30%之间。
它的主要特点是具有优异的耐磨性、耐蚀性和耐热性。
因此,高铬铸铁被广泛应用于矿山、水泥、电力等行业的磨损零件和耐蚀零件制造。
二、高铬铸铁的机械性能高铬铸铁的铬碳比对其机械性能有重要影响。
一般来说,铬碳比越高,高铬铸铁的硬度和强度越高。
这是因为铬元素能够形成硬质的碳化物,增强材料的硬度和强度。
因此,在特定的工程应用中,可以根据需求调节铬碳比,以达到理想的机械性能。
三、高铬铸铁的耐腐蚀性能高铬铸铁的铬碳比对其耐腐蚀性能也有显著影响。
随着铬含量的增加,高铬铸铁的耐腐蚀性能逐渐提高。
这是因为铬元素能够与氧形成致密的氧化铬层,阻止进一步的腐蚀反应。
因此,在一些腐蚀介质下,高铬铸铁可以表现出良好的耐蚀性能。
四、高铬铸铁的应用领域高铬铸铁由于其优异的机械性能和耐蚀性能,被广泛应用于许多行业。
以下是一些典型的应用领域:1. 矿山行业:高铬铸铁常用于制造矿石破碎机的破碎齿板、磨矿球等耐磨件,以提高设备的使用寿命和生产效率。
2. 水泥工业:高铬铸铁可用于制造水泥窑头部的耐火砖、冷却机壳体等耐热件,以抵御高温和磨损。
3. 电力行业:高铬铸铁常用于制造电厂锅炉的机械破碎设备的耐磨零件,提高设备的可靠性和使用寿命。
4. 化工行业:高铬铸铁可用于制造耐蚀设备的零件,如泵体、阀门等,以应对各种腐蚀介质。
五、总结高铬铸铁的铬碳比是影响其机械性能和耐蚀性能的重要因素。
铬碳比越高,高铬铸铁的硬度和强度越高,耐腐蚀性能也更好。
根据具体的工程需求,可以调节铬碳比,以使高铬铸铁材料达到最佳的性能。
在矿山、水泥、电力和化工等行业中,高铬铸铁得到广泛应用,为各种耐磨和耐蚀的工程零件提供了可靠的材料选择。
高铬
高铬铸铁作者:卢洪波高铬白口抗磨铸铁(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 2Cu )。
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。
对高铬铸铁的一些认识
对高铬铸铁的一些认识高铬铸铁是最重要的耐磨材料之一,适用于各种高应力磨料磨损的工况条件,广泛应用于机械、冶金、采矿及矿产品加工等行业。
近年来,各工业国家都很重视对高铬铸铁的研究工作,以期充分利用其优异的耐磨性能。
含铬量在12%以上的高铬铸铁,开发于20世纪初期,1917年获得了美国专利。
当时,由于对高铬铸铁的特点了解不多,其潜能未能充分发挥,因而未被广泛采用。
20世纪中期,美国国际镍公司研究开发了镍硬系列共4种耐磨铸铁(Ni Hard 1~4),其中,镍硬4(Ni Hard 4)于1951年获得了美国专利,逐渐成为大家所熟知的耐磨材料,广泛应用于矿产品加工行业。
镍硬4的耐磨性能很好,且有适当的抗冲击能力,但是,仍然因其抗冲击能力欠佳而限制了其在高应力磨料磨损条件下的应用。
20世纪60年代,美国Abex 公司,为改善高铬铸铁的性能,进行了大量的研究工作,系统研究了Ni、Mo、Mn、Si、Cr和C等元素在高铬铸铁中的作用。
随后,美国Climax Molybdenum 公司又对Mo和Cu在高铬铸铁中的作用进行了系统的研究。
80年代,美国内政部矿业局的研究中心又对高铬铸铁的热处理进行了研究。
美国材料试验学会制定的标准ASTM A532《抗磨铸铁》中基本体现了上述研究工作的成果。
我国标准GB/T 8263-1999 《抗磨白口铸铁件》中,等效采用了ASTM A532-93a 标准中所列的8个牌号中的7个,其中,属于高铬铸铁的4个牌号全都采纳了。
高铬铸铁耐磨件,在我国应用很广,随着矿业和冶金行业的迅速发展,对高铬铸铁件的需求增长很快,目前,年产量已超过50万吨,不仅供国内各行业使用,也有相当数量的铸件出口。
尽管高铬铸铁的应用已有80多年的历史,而且对其进行过很多研究工作,但是,到目前为止,我们对高铬铸铁的了解仍然不够全面,还有待在生产实践中进一步深化认识,如:(1)为了适应不同的工况条件,高铬铸铁已有多种牌号,但总体而言,化学成分的变化范围还太宽。
高铬铸铁合金粉末
高铬铸铁合金粉末高铬铸铁合金粉末是一种重要的材料,在工业生产中具有广泛的应用。
本文将从材料特性、制备方法、应用领域等方面对高铬铸铁合金粉末进行介绍。
我们来了解一下高铬铸铁合金粉末的材料特性。
高铬铸铁合金粉末具有优异的耐磨性、耐腐蚀性和高温性能。
由于铬的添加,使得合金具有较高的硬度和耐磨性,能够在恶劣的工作环境中长时间保持稳定的性能。
此外,高铬铸铁合金粉末还具有良好的耐腐蚀性,能够抵御酸碱等腐蚀介质的侵蚀。
同时,高铬铸铁合金粉末还具有优异的高温性能,能够在高温环境下保持稳定的性能。
接下来,我们将介绍高铬铸铁合金粉末的制备方法。
高铬铸铁合金粉末的制备通常采用粉末冶金技术。
首先,将适量的铁粉和铬粉按一定比例混合,并加入一定量的粘结剂。
然后,将混合物放入球磨机中进行球磨,使混合物均匀混合。
接着,将球磨后的混合物放入模具中,进行冷压成型,得到初步成型的高铬铸铁合金粉末。
最后,将初步成型的高铬铸铁合金粉末进行烧结,使其形成致密的结构,得到最终产品。
高铬铸铁合金粉末具有广泛的应用领域。
首先,它常用于制造耐磨零件,如磨损件、切削工具等。
由于高铬铸铁合金粉末具有优异的耐磨性,可以在重载、高磨损的工作条件下长时间使用,因此广泛应用于矿山、冶金、建材等领域。
其次,高铬铸铁合金粉末还可用于制造耐腐蚀零件,如化工设备、海洋设备等。
由于其良好的耐腐蚀性能,能够抵御酸碱等腐蚀介质的侵蚀,因此在腐蚀性环境中有着广泛的应用。
此外,高铬铸铁合金粉末还可以用于制造高温零件,如炉具、汽车发动机等。
由于其优异的高温性能,能够在高温环境下保持稳定的性能,因此在高温工作条件下有着广泛的应用。
高铬铸铁合金粉末是一种具有优异性能的材料,在工业生产中有着广泛的应用。
通过粉末冶金技术的制备方法,可以得到高质量的高铬铸铁合金粉末,并应用于耐磨、耐腐蚀和高温等领域。
随着工业技术的不断发展,相信高铬铸铁合金粉末在未来会有更广阔的应用前景。
高铬铸铁标准
高铬铸铁标准1. 嘿,各位铁粉们!今天咱们来聊聊一个听起来可能有点冷门,但其实超级酷的话题——高铬铸铁标准。
别急着打哈欠啊,我保证这个话题比你想象的要有意思多了!2. 想象一下,高铬铸铁就像是金属界的超级英雄。
它力大无穷,耐磨耐腐蚀,简直就是工业界的钢铁侠!有个工程师朋友曾经跟我说:"这玩意儿简直是打不死的小强,越是恶劣的环境,它越是能大显身手!"3. 高铬铸铁的标准,就像是这位超级英雄的身份证。
它告诉我们,什么样的高铬铸铁才算是合格的,才能担得起"超级英雄"这个称号。
有个质检员曾经开玩笑说:"这标准就是高铬铸铁的'选秀标准',不达标的统统淘汰!"4. 说到高铬铸铁的成分,可有讲究了。
铬含量至少要达到12%,就像是给这位英雄注射的超级血清。
有个冶金专家曾经激动地说:"这些铬元素就像是给铁注入了灵魂,让它变得更加强大!"5. 高铬铸铁的硬度,那可真是硬得掉渣!洛氏硬度一般在50HRC以上,就像是给了它一身刀枪不入的铠甲。
有个机械工程师曾经夸张地说:"这玩意儿硬得能把钻头都给崩了,简直就是金属界的'金刚狼'!"6. 说到耐磨性,高铬铸铁简直就是个永动机。
在恶劣的磨损环境下,它能坚持得比其他金属长好几倍。
有个矿业工人感叹道:"用了高铬铸铁的设备,感觉就像是给机器喝了'永葆青春'的仙丹!"7. 高铬铸铁的耐腐蚀性也是一绝。
在酸、碱、盐等腐蚀性环境中,它能巍然不动,就像是披了一层防腐的魔法盾。
有个化工厂的工程师曾经笑着说:"把高铬铸铁扔进硫酸池里泡澡,它都能若无其事地游出来!"8. 高铬铸铁的热处理也是个有意思的话题。
通过不同的热处理方式,可以让它的性能变得更加出色。
有个热处理工程师神秘兮兮地说:"给高铬铸铁来个热处理,就像是给超级英雄开启了隐藏技能!"9. 高铬铸铁的应用范围可广了去了。
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。
astm标准 高铬铸铁
astm标准高铬铸铁全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:ASTM标准是美国材料和试验协会(American Society for Testing and Materials)制定的一套国际性的标准,用于规范各种工业产品的质量和性能。
高铬铸铁是一种常用的铸铁材料,具有优异的耐磨、耐腐蚀和高温性能,广泛应用于机械制造、汽车工业和化工领域。
ASTM标准中对高铬铸铁进行了详细的规范,以确保其质量和性能符合工业需求。
在ASTM标准中,高铬铸铁的产品可以根据其化学成分和力学性能分为不同的等级,例如Ferritic、Martensitic和Austenitic。
每种等级都有其独特的特点和适用范围。
Ferritic高铬铸铁通常含有12%-17%的铬和1%-3%的碳,具有良好的耐磨耐蚀性能,常用于制造泵件、阀门和风机叶片等耐磨零件。
Martensitic高铬铸铁含有较高的铬和碳含量,具有更高的硬度和耐磨性,适用于制造刀具、滚子和轴承等要求高强度和硬度的零件。
Austenitic高铬铸铁则具有良好的耐腐蚀性能,通常用于制造化工设备和海水泵等易腐蚀环境下的部件。
ASTM标准对高铬铸铁的化学成分、机械性能和工艺要求进行了详细的规定。
化学成分包括铬、碳、硅、锰、磷、硫等元素的含量范围,以确保高铬铸铁具有足够的硬度、强度和耐蚀性。
机械性能包括抗拉强度、屈服强度、延伸率等技术指标,表征高铬铸铁的力学性能。
工艺要求包括铸造方法、热处理工艺、非破坏检测等方面的内容,以确保高铬铸铁的生产过程符合质量要求。
在实际生产中,遵循ASTM标准可以帮助制造商提高产品质量、降低生产成本、提高市场竞争力。
ASTM标准不仅规范了高铬铸铁的化学成分和机械性能,还规定了相应的检测方法和质量控制要求,确保产品符合标准要求。
遵循ASTM标准可以帮助制造商提高生产效率,降低质量风险,提升产品信誉。
ASTM标准对高铬铸铁的规范性要求严格,完善的标准体系有助于提高产品质量和市场竞争力。
高铬铸铁牌号及应用
高铬铸铁牌号及应用高铬铸铁是一种具有优良耐磨性和耐腐蚀性能的材料,主要由高碳铬铁和其他合金元素组成。
高铬铸铁牌号分为多种,根据其化学成分和力学性能的不同,可以归纳为以下几种:1. Cr15Cr15是高铬铸铁中最低碳含量的一种,其化学成分中含有15%以上的铬元素。
其主要特点是耐磨性好、耐腐蚀性强、硬度高和强度大。
由于其材料性能出色,广泛应用于冶金、矿山、水泥、建材、煤炭、能源等行业。
2. Cr20Cr20是高铬铸铁中碳含量稍高一些的一种,其化学成分中含有20%以上的铬元素。
与Cr15相比,其耐磨性能更好,尤其适用于高硬度、高冲击和高磨损的工作环境。
在工程机械、矿山机械和环保设备等领域得到广泛应用。
3. Cr25Cr25是高铬铸铁中铬含量最高的一种,其化学成分中含有25%以上的铬元素。
其主要特点是具有极高的耐磨性、耐酸碱性和抗腐蚀性,广泛应用于硅酸盐行业、冶金工业和矿山机械中。
4. Cr30Cr30是高铬铸铁中含铬量较高的一种,其化学成分中含有30%以上的铬元素。
与Cr25相比,其抗氧化性更好,耐蚀性更强。
在耐磨和耐酸碱方面表现出色,适用于化工、冶金、建材和电力等行业。
以上所列的高铬铸铁牌号只是其中的一小部分,实际上根据具体的应用领域和需求,还有其他牌号的高铬铸铁被开发和应用。
例如,Cr12、Cr18、Cr22等。
每种牌号的高铬铸铁在化学成分和机械性能方面都有所不同,因此其应用范围也有所差异。
高铬铸铁由于其优异的性能,被广泛地应用于耐磨领域。
在冶金、矿山、水泥、建材等行业中,高铬铸铁常用于生产耐磨球、耐磨板、耐磨铁水口、耐磨衬板等耐磨零件。
在化工、冶金、电力等领域,高铬铸铁常用于制造耐磨泵、耐磨阀门、耐磨风机及其零件。
此外,高铬铸铁还可制作石油机械、建筑机械、船舶机械等耐磨零件。
总之,高铬铸铁具有卓越的耐磨性和耐腐蚀性能,广泛应用于各个领域。
不同牌号的高铬铸铁适用于不同的工作环境和使用要求。
随着科技的不断进步和材料工艺的不断发展,高铬铸铁在未来的应用中仍然有着广阔的空间。
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对高铬铸铁的一些认识高铬铸铁是最重要的耐磨材料之一,适用于各种高应力磨料磨损的工况条件,广泛应用于机械、冶金、采矿及矿产品加工等行业。
近年来,各工业国家都很重视对高铬铸铁的研究工作,以期充分利用其优异的耐磨性能。
含铬量在12%以上的高铬铸铁,开发于20世纪初期,1917年获得了美国专利。
当时,由于对高铬铸铁的特点了解不多,其潜能未能充分发挥,因而未被广泛采用。
20世纪中期,美国国际镍公司研究开发了镍硬系列共4种耐磨铸铁(Ni Hard 1~4),其中,镍硬4(Ni Hard 4)于1951年获得了美国专利,逐渐成为大家所熟知的耐磨材料,广泛应用于矿产品加工行业。
镍硬4的耐磨性能很好,且有适当的抗冲击能力,但是,仍然因其抗冲击能力欠佳而限制了其在高应力磨料磨损条件下的应用。
20世纪60年代,美国Abex 公司,为改善高铬铸铁的性能,进行了大量的研究工作,系统研究了Ni、Mo、Mn、Si、Cr和C等元素在高铬铸铁中的作用。
随后,美国Climax Molybdenum 公司又对Mo和Cu在高铬铸铁中的作用进行了系统的研究。
80年代,美国内政部矿业局的研究中心又对高铬铸铁的热处理进行了研究。
美国材料试验学会制定的标准ASTM A532《抗磨铸铁》中基本体现了上述研究工作的成果。
我国标准GB/T 8263-1999 《抗磨白口铸铁件》中,等效采用了ASTM A532-93a 标准中所列的8个牌号中的7个,其中,属于高铬铸铁的4个牌号全都采纳了。
高铬铸铁耐磨件,在我国应用很广,随着矿业和冶金行业的迅速发展,对高铬铸铁件的需求增长很快,目前,年产量已超过50万吨,不仅供国内各行业使用,也有相当数量的铸件出口。
尽管高铬铸铁的应用已有80多年的历史,而且对其进行过很多研究工作,但是,到目前为止,我们对高铬铸铁的了解仍然不够全面,还有待在生产实践中进一步深化认识,如:(1)为了适应不同的工况条件,高铬铸铁已有多种牌号,但总体而言,化学成分的变化范围还太宽。
例如:当前的牌号中,铬含量在8%~30%之间,需要优选而不宜随意确定;碳含量一般在2.0%~3.9%之间,Climax Molybdenum公司的超高碳牌号甚至可达4.3%,范围也不可谓不小。
此外,合金元素钼、镍、锰和铜的合理用量及其间的互补关系,也有待更深入的探讨。
总之,在优化成分配比方面还大有可为。
(2)化学成分的变化范围很大,而热处理工艺却相对地比较简单,只有软化退火、硬化处理、回火等几种方式,加热温度的控制范围差别也不大。
应该提到的是:目前,我国生产高铬铸铁件的厂家很多,但其中有不少企业只是简单地按规定的化学成分生产,而对这种材料的特性知之甚少,不能够根据企业的具体条件和铸件的特点不断优化生产工艺,这样,当然难以制造出高质量的产品,更不用说自行研究开发新产品了。
因此,有必要将高铬铸铁的一些特性和工艺要点向有关企业作简要的介绍。
一、作为抗磨材料的高铬铸铁磨料磨损(Abrasive Wear)是机件磨损方式的一种,通常是指处理砂土、矿石、岩石、等物料时,由这类物料造成机件的磨损。
这类物料与机件表面相互作用的方式很多,有冲击、滚动、滑动和冲刷等。
关于磨料磨损的分类,当前世界各国广泛认同的是H. S. Avery 提出的分类方法,将磨料磨损分为三类。
(1)凿削性碰撞磨损这是指较大块磨料与机件表面相互撞击而造成机件的磨损,是最严重的磨料磨损,如破碎机颚板破碎岩石,挖掘机挖取堆积的石块等。
由于有强冲击作用,要求耐磨机件有相当高的韧性,以避免机件破裂。
在此种工况条件下,一般都采用高锰钢铸件或表面淬硬的低合金钢铸件。
(2)研碎性高应力磨损用两个工作表面破碎粒状材料时,由于颗粒与工件之间作用的应力很高,足以使颗粒破碎,所以称之为高应力磨损。
(3)擦伤性低应力磨损磨料颗粒以相当高的速度流经工件的工作表面,使工作表面磨损,由于两者之间的应力不足以使颗粒破碎,所以称之为低应力磨损,如溜槽、泵和抛丸机叶片的工况条件都是。
用于(2)、(3)两种工况条件的耐磨件,目前的首选材料都是高铬铸铁。
在作业时应力不太高、冲击作用甚小的情况下,低合金白口铸铁和美国国际镍公司开发的镍硬4号铸铁(含Cr 8~9%;Ni 5.0~6.5%; C 2.6~3.2%)也都是常用的材质。
就现今的高铬铸铁而言,如果按照铸件的特点适当地控制化学成分,并予铸件以正确的热处理,则铸件的耐磨性和韧性都优于镍硬4铸铁制品。
所以,用于高应力磨料磨损和冲击作用不太强的碰撞磨损条件的耐磨件,大都采用高铬铸铁而很少采用镍硬4,如碎矿辊、锤式破碎机锤头、球磨机衬板等。
此外,由于高铬铸铁具有相当好的耐蚀性能,一些同时经受磨料磨损和腐蚀作用的耐磨件,如湿磨机部件、渣浆泵叶轮和内衬等,尤宜用高铬铸铁制造。
二、高铬铸铁的化学成分高铬铸铁是多元合金,其中铬和碳是是基本成分,钼、镍、锰和铜是常用的合金元素。
1、铬高铬铸铁中,铬是强碳化物形成元素,其含量对碳化物形态的影响至关重要:铬含量在8%以下时,碳化物为M3C型(此处M代表Fe、Cr及其他合金元素,以下同此),不仅硬度较低(维氏硬度1000左右),而且呈连续网状分布,铸铁易于脆断;随着铬含量的提高,铸铁中的碳化物逐渐向M7C3型转变。
超过12%以后,碳化物主要为M7C3型。
此种碳化物呈杆状或片状,连续性较差,而且硬度较高(维氏硬度1600左右),铸铁的耐磨性和韧性都有颇大的改善。
铬含量在8%~10%之间,则碳化物既有M3C型,也有M7C3型。
由于有M7C3型碳化物,干扰了M3C型碳化物的连续性,铸铁的韧性仍然明显高于低铬铸铁;高铬、低碳的情况下,还会出现硬度较低的M23C6型碳化物。
如铬含量在12%以上,但并不太高,而碳含量低,Cr/C比在8以上,也可能出现M23C6型碳化物。
热处理时,奥氏体中析出二次碳化物的过程中,由于来不及充分扩散,局部碳含量低,一般就会析出M23C6型碳化物。
如果铸件在腐蚀磨耗的工况条件下使用,要求铸铁既耐磨又耐腐蚀,则铸铁的含铬量应按下式计算:Cr(%) ≥10×C% + 12.5%上式的出发点是:高铬铸铁中,碳化物的电极电位高于基体组织,提高耐腐蚀性的关键在于提高基体的耐腐蚀性,为此,应保证基体中的含铬量在12.5%以上;此外,高铬铸铁中碳化物的铬含量大致是含碳量的10倍。
含铬量在35%以上的铸铁,耐蚀性、耐热性都很好,但其中的碳化物为M23C6型,基体组织以铁素体为主,不能给碳化物以坚强的支撑,只宜用于低应力磨损的工况条件。
高铬铸铁中的铬也可以使马氏体转变开始温度M S提高,这主要是因为铬是强碳化物形成元素,大量的铬与碳结合,使奥氏体中溶解的碳浓度降低,而降低碳浓度对提高M S的作用比其他合金元素的作用大得多。
2、碳高铬铸铁中的碳含量,是影响铸铁中碳化物的数量的主要因素。
一般说来,碳含量提高,碳化物增多,铸铁的耐磨性较好,但脆性增强。
Fe-Cr-C三元合金中的共晶碳含量,是一项重要的数据,对于判断高铬铸铁的显微组织、调整铸铁的成分、控制铸件的质量,都是重要的依据。
既然是三元合金,共晶碳含量(C E)当然与铬含量有关,大致可按下式计算,也可参考表1作粗略的估计。
共晶碳含量C E = 4.4 -0.054(%Cr)亚共晶高铬铸铁凝固过程中,先析出奥氏体枝晶,然后发生共晶转变,形成奥氏体-碳化物共晶体。
碳含量低于共晶碳含量愈多,奥氏体枝晶的量也就愈多。
接近共晶成分的高铬铸铁,基本上不析出奥氏体枝晶,全部转变为共晶体。
过共晶高铬铸铁凝固时,先析出初生碳化物,然后发生共晶转变,初生碳化物的晶粒粗大,而且很脆,不能体现高铬铸铁的优点。
因此,过共晶高铬铸铁实际上很少采用,只在特殊条件下用于擦伤性低应力磨损的工况条件。
通常,用于制造耐磨件的,主要是亚共晶高铬铸铁。
在亚共晶范围内,提高碳含量,不仅共晶碳化物增多,而且,如果能通过热处理使奥氏体组织中析出二次碳化物,则不仅增加了碳化物,而且,由于析出二次碳化物后,碳化物周围的奥氏体中碳含量进一步降低,马氏体转变开始温度M s提高,还可以增加基体组织中的马氏体。
因此,提高碳含量使硬度提高的作用是多方面的,其制约因素则是脆性增高。
3、其他合金元素虽然高铬铸铁的铬含量很高,但主要存在于共晶碳化物和次生碳化物内,只有总量的一小部分溶于基体中、起强化基体的作用,铸铁的“硬化能力”并不好。
从提高铸铁的“硬化能力”(即易于得到马氏体)考虑,只依靠增铬是不够的。
例如:含碳2.7%,含铬15~20%的高铬铸铁,铸态的基体组织主要是珠光体;将含铬量提高到27%,铸态的基体组织则以铁素体为主,对于支撑硬质碳化物、作用是不够的,铸铁的耐磨性不能令人满意。
因此,为提高铸件的硬化能力,往往要加入其他合金元素,常用的有钼、镍、锰、铜等。
再就是,还有熔炼过程不得不加入的合金元素,例如硅。
加入高铬铸铁中的合金元素,往往有双重作用:可以抑制珠光体形成的元素,应用不当时,也可能促进珠光体的形成;可以促进析出二次碳化物的元素,也可能抑制其析出;可以促进马氏体形成的元素,也可能起相反的作用。
生产厚壁铸件,一般都需要加入钼、镍、铜、锰等合金元素,以改善其硬化能力。
这种情况下,应根据铸件的壁厚及其冷却条件,确定适当的合金用量。
如加入合金量太多,就可能会导致保留奥氏体增多,硬化处理困难,反而对耐磨性有负面影响。
因此,要使合金元素充分发挥作用,需要通过试验、分析、研究,找到适合自己具体条件方案,不可以简单地采用他人的数据,也不宜随意确定。
(1)钼钼是高铬铸铁中的重要合金元素。
钼是强碳化物形成元素,主要存在于M7C3中,含钼的碳化物凝固过程自液相中析出时,还可能形成高硬度的M2C型、M6C型碳化物,但为量不很多。
能形成高硬度的碳化物,是加入钼可以提高高铬铸铁硬度、改善耐磨性的主要原因。
同时,钼在高铬铸铁中形成稳定的碳化物,可以使奥氏体中的含碳量降低,从而使马氏体转变开始温度Ms提高,可增强铸铁的硬化能力,抑制珠光体的形成。
钼也可以少量固溶于奥氏体中,但其对增强基体的作用不太大。
(2)镍镍在碳化物中的溶解度很小,基本上全部溶于奥氏体,有强化基体的作用,因而能提高高铬铸铁的硬化能力。
但镍是扩大奥氏体区的元素,稳定奥氏体的能力很强,所以,加入镍会使铸铁中保留的奥氏体量增多,导致耐磨性降低。
有研究结果表明:含镍 5.5%的高铬铸铁中,保留的奥氏体很多,而且难以通过热处理使之转变。
铸铁中镍和锰的含量较高时,A C3温度降低,进行硬化处理时宜适当降低处理时的加热温度,以避免处理后保留的奥氏体量过多。
但是,这样做的负面作用是得到的马氏体的碳含量较低,因而铸铁的硬度和耐磨性较低。
(3)锰锰大部分溶于奥氏体,也有一部分进入碳化物,有增强高铬铸铁硬化能力的作用。