高铬耐磨铸铁
耐磨铸铁型号
耐磨铸铁型号
1. 高铬耐磨铸铁：高铬耐磨铸铁是最常见的一种耐磨铸铁，含有较高的铬含量（通常在 12%至 30%之间），具有优异的耐磨性和耐腐蚀性。
它通常用于制造矿山、冶金、水泥、电力等行业中的耐磨零部件。
2. 钒钛耐磨铸铁：钒钛耐磨铸铁是一种含有钒、钛等合金元素的耐磨铸铁，具有较高的硬度和耐磨性，同时还具有良好的耐热性和耐腐蚀性。
它通常用于制造高温、高压、高磨损的零部件，如热风炉、高炉、焦炉等。
3. 低合金耐磨铸铁：低合金耐磨铸铁是一种含有少量合金元素的耐磨铸铁，如锰、钼等，具有较好的耐磨性和韧性。
它通常用于制造汽车、农机、建筑等行业中的耐磨零部件。
4. 球墨铸铁：球墨铸铁是一种含有球状石墨的铸铁材料，具有较好的强度和韧性，同时还具有一定的耐磨性。
它通常用于制造汽车、农机、建筑等行业中的耐磨零部件。
5. 白口铸铁：白口铸铁是一种不含石墨的铸铁材料，具有较高的硬度和耐磨性，但韧性较差。
它通常用于制造矿山、冶金、电力等行业中的耐磨零部件。
需要注意的是，不同的耐磨铸铁型号具有不同的性能特点和适用范围，应根据具体的使用要求选择合适的型号。
同时，耐磨铸铁的制造工艺和质量控制也非常重要，以确保其具有良好的耐磨性和使用寿命。
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(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。
高铬耐磨铸铁热处理工艺性分析
另外 ， ９ ０ ０ ％淬火 ３ ５ ０ ％回火 的磨 球 ， Ｈ Ｒ Ｃ在 ５ ５以上 的硬
度层有 １ ２ ｍｍ厚 ， ８ ５ ０ ％淬火 ３ ５ ０ ％回火的磨球 ， Ｈ Ｒ Ｃ在 ５ ５以上 的硬度层有 １ ６ ａ ｒ ｍ厚 ，比较发 现 ， ８ ５ ０ ％淬火 ３ ５ ０ ％回火 的磨球
［ ３ 】 许利 民， 王秀梅 ， 孙剑波， 谢 颖， 微 合金化 多元 高铬铸铁 磨
球 的研 制 ２ ０ ０ ５ ： ３ ５ — ３ ７
［ ４ ］ 郭 志宏， 卫英 慧， 王宏伟． 高铬 铸铁磨球 热处理工 艺研 究 ｆ Ｊ ］ ． ２ ０ １ ２ ， ２ ７ （ ８ ） ： ２ ４ － ２ ５ ［ ｓ Ｊ ｇ复 宝， 金 属型 高铬铸铁 磨球生产 工艺『 Ｊ ］ ． 铸造， ２ ０ ０ ６ ， ７ ２
奥 氏体 多 ， 硬度低 且加工硬 化时产生 的应变应力 大 ． 过 低时淬 火后的 Ｍ 氏体硬度不够 ， 耐磨性不高 。 磨球在 ８ ５ ０ ％淬火 ３ ５ ０ ℃回火时 。表 层有一层 Ｈ Ｒ Ｃ≥５ ５ ，
厚度 ｄ ＞ １ ５ ｍ ｍ 的硬度层 ， 心部 的硬度较 低 ， 能有 效地吸 收冲击
２ ０ １ ３ ． Ｎ ０． １ ２
机 械 与 自动 化
Ｉ 。 著 巡 至断裂 ， 也对 提高磨球组织 的抗疲 劳 Ｉ 生 能有较好 的作用 。
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｈｅ ｎ ａ ｎ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
口 １ ０ 羽 ３ ０ ４ ０ Ｗ ６ ０
功， 有利于磨球的抗冲击韧性 的提高 。
参考文献 ：
［ １ ］ 颜 爱民， 热 处 理 对 高铬 铸 铁 磨 球 组 织 与 性 能 的 影 响 ［ Ｊ 】 ． 金 属 热 处理 ， ２ ０ ０ ４ ： ５ ６ （ ４ ） ４ ３ — ４ ７ 【 ２ 】 刘 云旭 ， 金属 热 处 理 原理 ［ Ｍ】 ． 北 京： 机 械 工 业 出版 社 ，
耐磨高铬铸铁中Cr、Mn、Mo、Cu、Ni的光度快速测定法
耐磨高铬铸铁中Cr、Mn、Mo、Cu、Ni 的光度快速测定法高铬耐磨铸铁因其高耐磨和高强度，且耐蚀耐热和具有一定强韧性而得到广泛应用。
高铬耐磨铸铁中C、Cr 含量高，其中有一部分铬以碳化物和氮化物的形式存在，采用传统分析方法溶样时，碳化物和氮化物难以破坏，溶样速度慢，不易溶解完全,分析结果易偏低，不能满足快速分析的要求。
一些文献对于高铬的测定多采用滴定法[1~5],操作不易控制，步骤较为繁琐。
本文受文献[6，7]的启发，通过试验，合理选择溶解体系，采用在H 2SO 4-H 3PO 4介质中用高氯酸烟处理试样，破坏碳化物和氮化物，且不会引起铬的损失，试样溶解快速完全，冒烟过程平稳易控。
又通过控制实验条件，减少重复操作，简化分析步骤。
运用光度法，采取联合测试手段，实现了光度法快速联测高铬耐磨铸铁中Cr、Mn、Mo、Cu、Ni 元素，分析结果令人满意。
1 试验用试剂与仪器试验用试剂见表1，用721E 型分光光度计进行检测与分析。
2 试验方法2.1 样品的分解和母液的制备称细小试样0.2000 g 于250 mL 的高型烧杯中，加l5 mL 的HC 和5 mL 的H 2O 2,摇动溶解，待剧烈反应停止后，滴加2～3滴氢氟酸（低硅试样可不加），在电炉上低温加热助溶，加10 mL 的H 2SO 4(1+1)、 2 mL 磷酸和3 mL 的高氯酸,加热至瓶内有大量白烟徐徐出现时，移至电炉高温处继续加热至大量白烟在瓶口上面回旋,瓶内清晰，取下稍冷。
加水约20 mL,摇匀，冷却，移入100 mL 的容量瓶中,以水定容，摇匀作为母液。
段平昌（中国建材凯盛重工有限公司 质量部，安徽 淮南 232008）摘要：耐磨高铬铸铁的成分特点是高碳、高铬。
据此，选用HCl-H 2O 2溶解试样，氢氟酸助溶，在H 2SO 4-H 3PO 4介质中破坏碳化物和氮化物，采用光度法，实现了耐磨高铬铸铁中Cr、Mn、Mo、Cu、Ni 的快速测定。
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。
耐磨高铬铸铁材料熔炼工艺
洛阳迪特曼提供
1、高铬铸铁不仅是重要的耐磨材料，还是耐火材料，高铬铸铁的熔点超过1500度，因此熔炼的世界效益最高温度超过1500度中频炉熔炼。
2、高铬铸铁的炉衬，采用酸性或者碱性，烧结安装正常工艺进行。
3、装料，先进难溶解的钼铁等放到炉底，易溶解放在炉子的顶部。
4、由于铬的熔炼损耗比较大，因此最后加入，一般等钢铁熔化以后再加入。
5、脱氧待金属炉料全部熔化并提温至1480 ℃后，再加入锰铁、硅铁及铝进行脱氧。
6、浇注在中频感应炉中熔化，温度不必太高，温度达到1480℃时即可出炉，铁液在包内应停留一段时间进行镇静，视工件大小不同可在1380～1410℃之间进行浇注。
超高韧性高铬多元合金耐磨铸铁的研究和应用
织 减少粗大的柱状晶组织 加钒析出二次碳化物 降低基体的含碳量 提高马氏体开始 转变温度(Ms) 提高淬透性 加钒对提高硬度韧性均有利 考虑成本选择加钒 0.3 ~0.5
2.1.7 锰含量的确定 锰扩大奥氏体相区 降低马氏体开始转变温度(Ms) 本课题中 Cr/C 高 已保证了奥 氏体的稳定性 为避免在发生马氏体转变时 由于锰量过高而产生粗大的针状马氏体 确 定锰含量为 0.4 ~0.8 2.1.8 硅含量的确定 硅固溶于奥氏体基体中 在共晶碳化物的周边硅浓度有所富集 使铬浓度降低 易形 成硬而脆的马氏体和微观裂纹 并沿界面扩展 是材料微观剥落的促成因素 因此高铬铸 铁中的硅含量不宜过高 控制在 0.3 ~0.6 2.1.9 稀土复合变质剂 加入稀土复合变质剂 使晶粒细化 碳化物分散 断网 均匀分布 能变质夹杂 起 到脱氧 脱硫 去气的作用 加入量为 0.20~0.30 综上所述化学成分设计范围如表 1
硬度：ＨＲC64.8 冲击韧性 ak27.2J/cm2
4
第六届 21 省 4 市铸造学术会议论文
２．４．１ １ 成分的试样经过 １０８０ ／２ｈ＋２８０ ／３ｈ 热处理后的扫描电镜分析
３ ａ １０００ 图 ３ ｂ １５００ 图 ３ ｃ ３０００ 图 ３ ＡＳＭ－ＳＭ 扫描电镜观察高倍金相组织图
１．概述
高铬铸铁硬度高 耐磨性好 在国际上被称为第三代耐磨材料 但它的韧性较低 在 中等以上的冲击磨损工况条件下使用 容易剥落 断裂 限制了其应用范围 为了充分发 挥其硬度高 耐磨性好的优点 使其扩大用范围 须大大提高其韧性 为此 国内外科学工作者做了大量的工作 并制订了一系列相关技术标准 如 英国 BS4844partl975a 耐磨铸铁标准 西德国家标准 DINl095 耐磨合金铸铁标准 美国克利马 克斯(climcx)钼公司高铬钼铸铁标准 前苏联耐磨铸铁标准以及 1999 年我国经修订的抗磨 白口铸铁标准等等 从这些标准中我们发现 国内外各类高铬铸铁化学成分大体相近 其 机械性能未有太大改变 其热处理后硬度为 HRC56-64 冲击韧性 用 20 20 110mm 无 缺口试样为 ak 6-10J/cm2 用 10 10 55mm 无缺口试样为 ak 3.5J cm2 近年来国内外许多科研单位对高铬铸铁进行了大量的研究 但在其韧性上都没有明显的 突破 为了解决高铬铸铁韧性过低的难题 有的在工艺上进行改进 有的采用双金属复合 铸造或镶铸等方法 很少有从材料本身的角度出发 因其工艺操作复杂 实际生产推广应 用受到限制 本课题的研究目的是在高铬铸铁原有成分基础上 加入多元微量合金元素 优化成分配 比 改进冶炼工艺 通过对热处理工艺的试验研究 使高铬铸铁基体组织中的碳化物圆整 孤立 均匀分布 热处理后的机械性能达到 硬度 HRC56-62 冲击韧性 ak 10-18J cm2(10
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。
耐磨件制作工艺质量标准
双星铸机公司耐磨件工艺规范及质量标准为提高铸机产品质量，满足市场要求，制定耐磨件质量标准及工艺规范一、质量标准2.1成分配方标准2.1.1低铬耐磨铸铁：碳（C）2.8-3.2%、铬（Cr）4-5%、锰（Mn）0.4-0.7%、硅（Si）0.8-1.0%、磷（P）<0.06%、硫（S）<0.06%、(加含铼稀土)铼（Re）0.06-0.1%。
2.1.2高铬耐磨铸铁：碳（C）2.8-3.2%、铬（Cr）17-20%、锰（Mn）0.5-0.8%、硅（Si）0.5-0.8%、磷（P）<0.06%、硫（S）<0.06%、铜（Cu）0.6-0.8%、钼（Mo）1.4-1.8%、镍（Ni）0.15-0.3%、(加含铼稀土)铼（Re）0.06-0.1%。
2.2产成品制作标准2.2.1每批配套的耐磨件在开火制作完成后，必须抽样进行成分含量化验，常规情况下以化验五大元素及铬、钼等元素为主，重点产品或特殊要求时需对所有元素进行化验。
2.2.2化验单位可为公司化验室，也可为社会上具有相应资质的第三方实体，但必须加盖有效公章，并对化验结果负责，该项工作由供货部门负责进行。
2.2.3每批耐磨件无论是否合格，在化验完毕后，乙方需及时将化验单报铸机质检处一份，每种元素成分必须符合公司规定配方要求，超出视为不合格。
2.2.4化验必须为当批材料，不得弄虚作假，铸机公司根据送货产品进行抽样复检，凡复检结果与原报检结果不符，偏差超过5%的，该批次视为整体不合格，质检处将对该批次问题产品严格进行落实考核，因此为铸机公司造成的相应损失供货方承担，3、外观质量标准3.1叶片表面必须带有清晰的铸造编号（如10-6 10-7等，“10”代表10年，“6”代表6月份制作），低铬叶片铸有双星标识、高铬叶片铸有名人标识。
3.2护板、叶片、分丸轮、定向套、护套等所有耐磨件正反表面及内部不得有砂眼、气孔、盲孔、缩松、不全等质量缺陷。
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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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。
但这些材料的韧性仍嫌较低（10×10×55mm无缺口试样的冲击值≤7.3J/cm2）而且含钼、铜等合金元素，生产成本较高。
因此这类高铬铸铁仍有待进一步改进和完善。
3)中碳合金钢
这类合金钢衬板组织类型有马氏体、马氏体一贝氏体、贝氏体等，热处理工艺上有水淬、油淬、空淬、等温淬火、分级淬火、亚临界处理等，且大多都是瞄准湿态工况下的磨机衬板。
如贝氏体组织强韧性配合良好，自从Bain在上世纪20年代末发现这种组织以来，贝氏体组织的特殊性能日益受到重视，其研究应用工作得到广泛开展。
上世纪70年代，贝氏体球墨铸铁的发明，被誉为“本世纪铸铁冶金领域重大发明”。
贝氏体钢和贝氏体球墨铸铁目前正成为耐磨材料领域的研究热点。
这类合金钢衬板从应用效果上看，寿命比锰钢衬板有一定幅度的提高。
如合肥水泥研究院研制的高碳中铬钢、中碳多元合金钢衬板，在湿法水泥磨、铜矿、钥矿等方面的多家用户使用中取得了良好的效果;西安交通大学等单位研制的中铬钢，在湿法铁矿下的寿命预计可达4400小时;洛阳工学院40SIMnZCrM。
Cu衬板在金矿湿式磨机上试用寿命为2一10个月;50siMnZcrMocu 衬板，在湿式碱性铝矿磨机上应用，按4个月时检查的情况推测寿命为一年。
但是，中碳合金钢韧性与耐蚀性不够。
4)橡胶
橡胶衬板己经在湿磨机上得到应用，取得了良好的使用效果，特别是降低噪音方面。
各种系列的材质都各有优缺点，在选用衬板材质时首先考虑到不同工况条件下材料表现出不同的耐磨性;同时保证衬板安全可靠使用的前提。
橡胶内衬选用的是耐磨橡胶，厚度约为50~，比石质衬板薄(约1/3~1/4)，同时因为橡胶比重较小，故其总重量只有石质衬板的1/6左右，且具有以下优点:(l)同型号球磨机内部有效工作空间增加10%一20%;(2)球磨机自重小，为石质衬板的500/0左右，工作电耗大大降低;(3)工作噪音低;(4)使用寿命长，更换容易。
1.4耐磨高锰钢的由来、发展历史及研究现状
自1882年英国人 RobertHadfield发明了耐磨高锰钢(又称Hadfield钢)，1883年，H团field获得英国专利，在随后几年里测定了它的物理性能及工艺性能。
1892年，第一次使用这种材料制作铸件。
18%年确定了它的热处理的水淬温度。
1902年进一步确定了高锰钢铸件的水淬为980oC~1050oC，以保证钢的韧性和强度。
后来经不断研究将碳含量大体确定为 1.2%左右，锰含量定为12%~13%左右，并且一直沿用到现在。
高锰钢的使用己有一百多年的历史，被广泛应用于矿山机械、工程机械、建材及其他经受冲击载荷的部件。
现在作为耐磨材料的高锰钢的化学成分大致为：C0.9----1.5%；Mn10一15%；Si0.3一1.0%；S≤ 0.05%；P ≥0.10%。
标准型奥氏体高锰钢的主要化学成分是碳和锰，经水韧处理后可以获得单一的奥氏体组织。
高锰钢中锰的主要作用是稳定奥氏体组织，在钢中扩大Y 相区。
用于强烈冲击条件的高锰钢铸件，含锰量应该高些。
含锰量一定时，适当提高含碳量可以改善耐磨性，但是含碳量超过 1.5%时，对耐磨性的影响则不明显。
而且提高含碳量在改善高锰钢耐磨性的同时，会明显降低材料的冲击韧性。
而高锰钢在高冲击负荷作用下才能表现出最佳的耐磨性，在此情况下冲击韧性是一个很重要的性能指标。
因此，为了使高锰钢具有较好的耐磨性和冲击韧性的配合，含碳量不宜过高。