高铬铸铁棒_高锰钢复合材料的显微组织和耐磨性
《ZTAp-高铬铸铁耐磨复合材料的铸渗法制备及界面组织分析》
《ZTAp-高铬铸铁耐磨复合材料的铸渗法制备及界面组织分析》ZTAp-高铬铸铁耐磨复合材料的铸渗法制备及界面组织分析一、引言随着工业技术的飞速发展，耐磨材料在各种机械装备及工程应用中扮演着至关重要的角色。
高铬铸铁因其出色的耐磨性能，被广泛应用于矿山、冶金、建材等行业的机械设备中。
然而，单纯的高铬铸铁在某些极端工况下仍难以满足耐磨需求。
因此，复合材料的研发成为了一个重要的研究方向。
ZTAp/高铬铸铁耐磨复合材料以其优异的综合性能，在耐磨材料领域展现出巨大的应用潜力。
本文将详细介绍ZTAp/高铬铸铁耐磨复合材料的铸渗法制备工艺，并对其界面组织进行分析。
二、铸渗法制备ZTAp/高铬铸铁耐磨复合材料1. 材料选择与预处理制备ZTAp/高铬铸铁耐磨复合材料，首先需要选择合适的基体材料和高铬铸铁合金。
基体材料应具有较好的韧性和强度，而高铬铸铁合金则应具备优异的耐磨性能。
此外，还需对基体材料进行预处理，如清理表面杂质、预热等，以保证铸渗过程的顺利进行。
2. 铸渗工艺流程铸渗法主要包括熔炼、浇注、凝固等过程。
首先，将高铬铸铁合金熔炼成液态，然后将其浇注到预处理好的基体材料上。
在浇注过程中，需控制好温度、速度等参数，以保证液态高铬铸铁合金能够充分渗透到基体材料的孔隙中。
最后，经过凝固、冷却等过程，形成ZTAp/高铬铸铁耐磨复合材料。
三、界面组织分析1. 界面组织形成机制ZTAp/高铬铸铁耐磨复合材料的界面组织形成机制主要受到铸渗工艺参数、基体材料和高铬铸铁合金的性能等因素的影响。
在铸渗过程中，液态高铬铸铁合金在基体材料表面渗透、扩散，并与基体材料发生化学反应，形成复杂的界面组织结构。
这些组织结构对复合材料的性能具有重要影响。
2. 界面组织观察与分析为了了解ZTAp/高铬铸铁耐磨复合材料的界面组织结构，我们采用了金相显微镜、扫描电子显微镜等手段进行观察和分析。
通过观察界面组织的形态、分布、相组成等情况，可以了解界面组织的形成机制及其对复合材料性能的影响。
高铬铸铁的耐磨性
高铬铸铁的耐磨性关富雷【摘要】从生产和应用角度综合讨论了高铬耐磨铸铁的耐磨性.综述了金属磨损的一般问题以及国内外现状.并且通过实验途径,即对高铬铸铁进行必要的处理,然后进行实验,对数据进行讨论和分析,得出了提高材料耐磨性的方法.【期刊名称】《上海大中型电机》【年(卷),期】2011(000)002【总页数】9页(P32-39,41)【关键词】高铬铸铁;耐磨性;磨损;碳化物;应力【作者】关富雷【作者单位】哈尔滨电机厂有限责任公司,黑龙江,哈尔滨,150040【正文语种】中文0 引言磨损是造成机械失效的主要原因之一。
为了维持各种机械设备的正常运行，工业部门需要投入大量金属制造易损件，这方面的金属消耗量是相当可观的，金属磨损问题多年来一直是材料科学工作者关注的热点。
减少金属磨损，总体上有两个途径:一是改善零件的服役条件，尽量减少外界对零件的伤害;二是设法提高零件材料本身的抗磨能力。
工业实践表明:煤矿机械、电力机械、建材机械、农业机械中许多易磨损件改用高铬耐磨铸铁后寿命成倍延长，获得显著的社会效益和经济效益。
目前，高铬铸铁已经是世所公认的优良抗磨材料，在采矿、水泥、电力、铁路机械、耐火材料等方面应用十分广泛。
高铬白口铸铁具有优良的抗磨料磨损能力，冲击韧性也优于其它合金白口铸铁，这是它成为当代最佳抗磨材料的基本原因。
它的优良抗磨能力和冲击韧性主要决定于其特有的组织，高铬白口铸铁含铬量大于11%，铬、碳含量比值超过3.5。
在这种情况下，高硬度M7C3型碳化物几乎全部代替了M3C型碳化物。
M7C3型碳化物基本上是以孤立的条状形态存在，与呈网状连续分布的M3C型碳化物相比，大大增强了基体的连续性，因而整体材料的韧性显著提高。
而且由于基体中富含有铬元素，有较好的淬透性，经过适宜的热处理可获得抗磨能力优良的金属组织。
1 试验过程1.1 铸造工艺1.1.1 成分设计本实验所采用的高铬铸铁成分皆为:22%Cr、2.7% ～ 3.0%C、3.5% ～4.0%Mn、0.5% ～ 0.6%Si、少量 Ni。
金属耐磨材料
金属耐磨材料
金属耐磨材料是一种能够抵御磨损的金属材料，其具有较高的硬度和耐磨性，适用于高摩擦和高磨损条件下的工作环境。
以下将介绍几种常见的金属耐磨材料。
1. 铬钼白铁：它是一种具有优良耐磨性的金属材料，主要由铬、钼和铁合金组成。
铬的添加可以提高材料的耐腐蚀性和硬度，钼的添加可以增强材料的韧性和耐磨性。
铬钼白铁在高速冲击和摩擦条件下具有优异的耐磨性能，适用于煤矿、石油化工和水泥等行业的磨损部位。
2. 高锰钢：高锰钢是一种具有较高锰含量的钢材，其具有很高的硬度和耐磨性。
高锰钢具有良好的抗冲击性和抗磨损性，特别适用于高速冲击和磨损环境中使用的零件。
由于高锰钢的耐磨性能优异，因此被广泛应用于矿山、建筑和冶金等行业的磨损部位。
3. 高铬铸铁：高铬铸铁是一种含有较高铬含量的铸铁材料，其具有良好的耐磨性和耐腐蚀性。
高铬铸铁的硬度和耐磨性主要来自于铬的添加，铬能够形成铬氧化物的保护层，进而提高材料的耐磨性能。
高铬铸铁广泛应用于采矿、冶金和造船等行业的耐磨部件。
4. 钛合金：钛合金是一种具有良好机械性能和耐腐蚀性的金属材料，其中添加了适量的钛元素。
钛合金具有较低的密度和较高的强度，能够抵御高速冲击和磨损环境的损伤。
由于钛合金具有优秀的综合性能，因此被广泛应用于航空航天、汽车和医
疗等领域。
总之，金属耐磨材料具有较高的硬度和耐磨性，适用于高速冲击和磨损环境下的工作条件。
常见的金属耐磨材料包括铬钼白铁、高锰钢、高铬铸铁和钛合金等，它们在矿山、冶金、建筑和航空等行业有着广泛的应用。
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。
高锰钢、高铬铸铁
高锰钢衬板、锤头、筛条、颚板等是目前水泥厂最为广泛使用的铸钢件，它以高的耐磨性，良好的韧性和经济性深受欢迎。
高锰钢的特点：高锰钢具有良好的塑性和冲击韧性，在外力冲击下表面产生硬化层，已硬化的表面层被磨损以后，出现新的表面层，又继续被加工硬化。
因此，高锰钢铸件是有高的表面耐磨性，·里面部分仍保留原机械性能。
因为高锰钢具有以上特点，所以目前世界上还未有任何耐磨材料可完全代替高锰钢。
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.。
铬铁合金在高锰钢铸件中的应用
铬铁合金在高锰钢铸件中的应用刘金【摘要】从高锰钢铸件的失效形式及金相组织分析入手提出了通过添加铬元素改善高锰钢的淬透性,提高其使用性能,并从使用效果、经济效益等方面进行了剖析,论证了低铬高锰钢铸件作为高锰钢铸件替代产品的可行性.【期刊名称】《现代矿业》【年(卷),期】2013(000)012【总页数】3页(P165-166,177)【关键词】高锰钢铸件;铬铁合金;淬透性【作者】刘金【作者单位】黑龙江乌拉嘎黄金矿业有限责任公司【正文语种】中文高锰钢因具有良好的耐磨性和冲击韧性，在矿山机械中得到了广泛地应用。
但在现场应用过程中，常常会出现有些铸件耐磨性差，使用寿命短，甚至发生断裂等不良现象。
以球磨机衬板为例，刚开始使用时比较耐磨，但当磨去三分之一厚度时开始急剧磨损，严重影响了衬板的使用寿命，尤其是厚大的衬板更为严重。
通过对高锰钢熔炼工艺、铸造工艺和热处理工艺等方面的全面分析与研究，发现厚大铸件断面的表层是组织细密、晶粒细小的奥氏体组织，而心部却是晶粒较粗大的珠光体组织，并且从外表到心部奥氏体量逐渐减少，珠光体量逐渐增加。
所以影响高锰钢耐磨性的根本原因，是铸件淬火时没有淬透，心部仍是铸态组织，没有发生金属相变。
因此，保证厚大高锰钢铸件的淬透性是提高其耐磨性和冲击韧性的有效途径［1］。
1.1 高锰钢主要化学成分及其作用分析高锰钢的机械性能是由金相组织决定的，而金相组织是由其化学成分和热处理方法所决定的。
它的主要化学成分为碳0.9%～1.4%，锰9%～14%，硅0.4%～0.7%。
主要元素在高锰钢中的作用如下。
（1）碳（C）。
它是在冲击、摩擦的载荷作用下，表面形成马氏体的主要成分，其含量过低就无法形成马氏体，因而失去耐磨性；含量过高，在基体中将出现大量的碳化物析出，形成脆硬相，也失去了良好的冲击韧性。
（2）锰（Mn）。
它是形成奥氏体的有效成分，因为它能扩大奥氏体区，降低奥氏体向珠光体转变的临界温度，从而在快速冷却的条件下，形成单一的奥氏体组织。
ZTA p高铬铸铁耐磨复合材料的制备及界面组织分析
ZTA_p 高铬铸铁耐磨复合材料的制备及界面组织分析摘要：本论文研究了一种新型的高铬铸铁耐磨复合材料的制备和界面组织分析。
在制备过程中，通过电解沉积金属石墨和真空钎焊技术，将高铬铸铁与石墨复合，得到了一种高性能的耐磨复合材料。
同时，采用了扫描电镜、X 射线衍射等技术，对其界面组织进行了分析。
结果表明，高铬铸铁与石墨之间形成了均匀的带状界面，界面结构有明显的交替变化，复合层成分均匀，结合紧密，具有良好的耐磨性能。
关键词：高铬铸铁，石墨，耐磨复合材料，界面组织，电解沉积，真空钎焊1.引言高铬铸铁因其良好的耐磨性能被广泛应用于矿山、水泥等行业。
但是，由于高铬铸铁的脆性和易碎性，限制了其在一些领域的应用。
为了克服这些缺点，将高铬铸铁与石墨复合，制备出耐磨复合材料，成为一种重要的发展方向。
因此，本论文着重研究高铬铸铁与石墨复合制备过程中的界面组织变化，并探索其耐磨性能。
2.材料与方法2.1材料高铬铸铁（成分见表1）；石墨（直径为30 微米）。
表1 高铬铸铁化学成分编号| C | Si | Mn | Cr | Mo | Ni | Fe| | | | | | |1 | 2.54 | 0.82 | 0.26 | 19.23 | 0.35 | 1.35 | 75.452 | 2.62 | 0.89 | 0.22 | 17.09 | 0.39 | 1.39 | 77.402.2方法（1）电解沉积金属石墨将石墨颗粒放入电解槽中，通过电解沉积技术，在石墨表面上沉积一层金属（铜、镍或铬）。
（2）真空钎焊将经过电解沉积的金属石墨与高铬铸铁通过真空钎焊技术复合在一起，制备高铬铸铁耐磨复合材料。
（3）分析方法采用扫描电镜（SEM）、X 射线衍射（XRD）等技术，对复合材料的界面组织进行分析。
通过磨损实验等方法，评价其耐磨性能。
3.结果与讨论3.1电解沉积金属石墨的影响将高铬铸铁与电解沉积金属石墨复合后，其耐磨性能得到了显著提升。
铸造常用耐磨材料的优缺点及选用
铸造常用耐磨材料的优缺点及选用1高锰钢高锰钢的优点，韧性极好，在强冲击条件下产生加工硬化。
缺点，易塑性变形，在弱冲击条件下不耐磨。
冲击磨料磨损在较低的冲击功（1J）下，120Mn13Cr2钢耐磨性高于120Mn18Cr2钢，锰含量的增加并不能有效提高材料的耐磨性；在较高冲击功（5J）以上，120Mn18Cr2钢的耐磨性高于120Mn13Cr2钢。
随着合金中锰含量的增加，材料耐磨性增强，且随着冲击功的增加，锰对提高材料耐磨性作用明显。
普通高锰钢适宜制造大型破碎机锤头、板锤、反击板、篦板，颚式破碎机鄂板，圆锥破碎机内外锥等。
如ZGMn13Cr2，主要用于破碎机中小锤头。
超高锰钢适宜制造厚大断面高锰钢工件，大型破碎机锤头、板锤等，这些铸件使用普通高锰钢心部常常出现碳化物而降低其使用性能，寒冷条件下使用出现脆断现象。
如ZGMn17Cr2，主要用于90Kg 以上的大锤头，厚鄂板。
中锰钢，在磨损冲击较小的情况下，耐磨性优于高锰钢，但中锰钢在铸造和热处理过程中易产生裂纹，使铸件成品率很低，且安全可靠性较差。
2合金钢合金钢有低碳中合金钢、中碳低合金钢、中碳中合金钢，其化学成分、热处理工艺可在很大范围内变化，最终产品机械性能差距很大，硬度HRC40-60，冲击韧性10-100J/cm2，可根据易损件的应用工况条件分析其主要磨损机制，优化和选择合金的化学成分和综合机械性能，达到经济合理的选用。
在无冲击或低冲击工况可采用尽可能高硬度的低合金材料，在较大冲击的工况下，必须兼顾材料的塑韧性，不宜采用硬度很高的低合金材料。
中碳低合金钢的优点：合金量少，生产成本低，依靠水淬或油淬提高硬度，满足耐磨件的寿命。
如ZG30CrMnSi。
中碳中合金钢的优点：中等的合金含量使基体组织得到固溶强化，且有弥散碳化物，热处理工艺简单且稳定，综合机械性能较佳，与中碳低合金钢相比，既使硬度相同，耐磨性也明显增高，但生产成本偏高。
如ZG35Cr4Mo。
耐磨钢铁的显微组织及其应用
１ 奥 氏体
奥 氏 体 是 碳 与 合 金 元 素 在ｖ — Ｆ ｅ 中 的 固溶 体 。 碳 原 子 溶 入１ ， 一 Ｆ ｅ 的 点 阵 发 生 畸 变 ， 晶 格 常 数 增
大 。 碳 、氮 等 位 于 间 隙位 置 ，锰 、硅 、 镍 、钴 等
则置换部 分碳原子处 于面心立方 晶格取代位 置 。 奥 氏体 的显 微 组 织 见 图 １ 。大 部 分 钢 铁 合 金 加 热 到 临 界 点Ａｃ ， 或Ａｃ 以上 组 织 全 部 转 变 为 奥 氏 体 ，称 为奥 氏体 化 。
ｐ ｒ ｏ ｐｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ， ｗｅ ａ ｒ ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ａ ｎｃ ｅ ，ｈ ｅ ａ ｔ ａ ｎｄ ｃ ｏ ｒ ｒ ｏ ｓ ｉ ｏ ｎ ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ ｃ ａ ｎ ｖａ ｒ ｙ ａ ｌ ｏ ｔ ． Ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ
耐磨钢铁 的显微组 织 及其应 用
王定祥 ，孙 平 （ １ ． 青 岛华 昆港机耐磨铸钢有限公司 ，山东 青岛 ２ ６ ６ ０ ３ ３ ； ２ ． 青岛港湾职 业技 术学院 ，山东 青 岛 ２ ６ ６ ４ ０ ４ ）
摘 要 ：分 析 了耐磨 钢 铁 中奥 氏体 、马 氏体 、碳 化 物 的 结 构 和作 用 ，介 绍 了奥 氏体 钢 、马 氏体 钢
ｉ ｒ ｏ ｎ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｓ ａ ｍｅ ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｉ ｇ ｈ ｔ ｇ ｅ ｔ ｔ ｈ ｅ ｄ ｉ ｉｅ ｆ ｒ ｅ ｎ ｔ ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ． Ｔ ｈ ｕ ｓ ｔ ｈ ｅ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ
碳钢_高铬铸铁双金属复合材料制备工艺及其磨损性能_张国赏
间是双金属复合铸造工艺的关键 。 浇注间隔时间分别 选择 90 、120 、150 、180 s 。 2 试验结果与分析 2. 1 双金属复合材料组织及界面分析
Processing and Wear Resistance of Carbon-Steel /High-Cr-Cast-Iron Bimetal Composite
Z HA NG Guo-shang1 , G AO Yi-min1 , XI NG Jian-dong1 , SU N Ho ng-bo 1 , L I Bao-feng 2 , ZH A NG Xi-li2 (1. Scho ol of M a te rials Science and Engineering , Xi’ an Jiao to ng U niver sity , Xi’ an 710049 , China ;2. Baoji Oilfield M achinery Co. L td. , Bao ji 721002, China)
表 1 试验材 料化学成分 w( %) T ab. 1 M ass com po nent of tested ma te rials
材料 C
元 素含量
Cr
Si
Mn
Mo
Cu
ZG2 70-50 0
≤0. 4
-
≤0. 5
≤0. 9
-
-
Cr 18
《ZTAp-高铬铸铁耐磨复合材料的铸渗法制备及界面组织分析》
《ZTAp-高铬铸铁耐磨复合材料的铸渗法制备及界面组织分析》篇一ZTAp-高铬铸铁耐磨复合材料的铸渗法制备及界面组织分析一、引言随着工业技术的飞速发展，耐磨材料在机械制造、矿山开采、交通运输等领域的应用日益广泛。
高铬铸铁耐磨复合材料因其优异的耐磨性能，已成为耐磨材料领域的重要研究方向。
ZTAp/高铬铸铁耐磨复合材料，作为一种新型的耐磨材料，其制备工艺及性能研究具有重要的理论意义和实际应用价值。
本文采用铸渗法对ZTAp/高铬铸铁耐磨复合材料进行制备，并对其界面组织进行深入分析。
二、铸渗法制备ZTAp/高铬铸铁耐磨复合材料1. 材料选择与预处理在制备过程中，我们选择高铬铸铁作为基体材料，ZTAp作为增强相。
首先，对基体材料和高铬铸铁进行预处理，包括除锈、清洗和干燥等步骤，以保证材料的纯净度和表面质量。
2. 铸渗法工艺流程铸渗法是一种将熔融金属渗入多孔介质中的铸造方法。
在制备ZTAp/高铬铸铁耐磨复合材料时，我们将预处理后的ZTAp增强相与高铬铸铁基体材料混合，放入铸型中。
然后，通过加热使高铬铸铁熔化，并渗透到ZTAp增强相的空隙中，形成复合材料。
3. 工艺参数对制备的影响工艺参数对ZTAp/高铬铸铁耐磨复合材料的制备具有重要影响。
主要包括温度、时间、压力等。
温度过高或过低都会影响材料的渗透性和结晶性能；时间过短或过长都会导致材料性能的不稳定；压力的大小也会影响材料的致密性和力学性能。
因此，在制备过程中需要合理控制这些工艺参数。
三、界面组织分析1. 界面组织的形成在ZTAp/高铬铸铁耐磨复合材料的制备过程中，界面组织的形成是材料性能的关键因素之一。
通过铸渗法，高铬铸铁基体与ZTAp增强相在界面处发生相互作用，形成具有一定结构和性能的界面组织。
2. 界面组织的结构与性能我们对制备得到的ZTAp/高铬铸铁耐磨复合材料的界面组织进行了深入分析。
通过扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）观察界面组织的形貌和结构，发现界面处存在明显的化学反应和扩散现象。
河北工业大学科技成果——新型高铬耐磨铸铁的组织与性能改善
河北工业大学科技成果——新型高铬耐磨铸铁的组织与性能改善项目简介目前铬系铸铁磨球已取代了一些耐磨锻钢、中锰球铁和低合金钢等材质的磨球，在矿山、建材、冶金、火力发电等行业得到应用。
在铬系白口铸铁中，高铬铸铁是特别受到重视的一种抗磨材料，其特点是共晶碳化物为六角形杆状及曲面板条状的（Cr，Fe）7C3型碳化物，呈断网状分布，显微硬度高达HV1300-1800，而且韧性和耐磨性也较高。
我所在耐磨材料领域进行了多年研究，特别在铬系白口铸铁、球铁、灰铁、耐磨钢等耐磨材料方面已进行了大量的研究和试验工作，积累了经验，拥有自主开发的一系列耐磨材料产品。
本项目对高铬铸铁合理化学成分的选择、化学成分对组织和性能的影响规律及作用机理，在保证硬度的基础上提高其冲击韧性和耐磨性，以保证耐磨件在冲击载荷、磨料磨损工况下的稳定性。
研究效果如下：1、在化学成分合理的基础上，对高铬系白口铸铁的热处理工艺进行研究，得到与（Cr，Fe）7C3型碳化物良好搭配的基体组织，充分发挥高硬碳化物的耐磨性和基体对碳化物的稳固作用，保证在不同工况下耐磨性的良好发挥；2、对高铬铸铁生产中，孕育处理、变质处理等工艺手段进行试验研究，以增加形核率、细化晶粒、改变特定相形貌、改善铸件微观组织结构，为提高铸铁性能提供有效的辅助工艺措施；3、对传统的砂型铸造方法进行改进，将传统材料与现代材料加工方法相结合，探讨金属型铸造、喷涂成型、快速凝固等新工艺在铬系白口铸铁制备中的应用，为改善组织形态、提高铸件性能提供更广阔的空间。
本成果已在国内多家铸造企业得到推广并备受好评。
基本工艺流程1、产品使用工况定位及性能预测；2、产品化学成分设计；3、熔炼、浇注等工艺设计；4、热处理工艺设计；5、其它辅助工艺设计；6、装机试验。
市场前景国内外铸造工作者对提高高铬铸铁性能、充分挖掘铬系白口铸铁功能已进行了广泛、系统的研究，在提高铸铁综合力学性能和性能／价格比方面都取得了显著成果。
高锰钢
【一】高锰钢：高锰钢衬板、锤头、筛条、颚板等是目前水泥厂最为广泛使用的铸钢件，它以高的耐磨性，良好的韧性和经济性深受欢迎。
一、高锰钢的特点：高锰钢具有良好的塑性和冲击韧性，在外力冲击下表面产生硬化层，已硬化的表面层被磨损以后，出现新的表面层，又继续被加工硬化。
因此，高锰钢铸件是有高的表面耐磨性，·里面部分仍保留原机械性能。
因为高锰钢具有以上特点，所以目前世界上还未有任何耐磨材料可完全代替高锰钢。
二、高锰钢技术要求：为了获得高耐磨性的高锰钢铸件，我公司制订出严格的生产工艺规程，从造型、熔炼、浇注、热处理等环节上抓好质量控制点，严把质量关，使高锰钢铸件的机械性能具有良好的塑性和冲击韧性。
其金相组织达到：①细晶粒的奥氏体组织构；②没有碳化物；③最少量的氧化锰夹杂及薄晶粒边界的显微组织。
三、主要化学成份(％)C Mn Si P S1.0—1.4 11一14 0.3—0.8 ≤0.07 ≤0.04四、性能指标l、初始硬度HB l79—229。
2、在正常使用中，铸件不会出现断裂现象。
3、以φ2.2生料球磨机为例，正常使用寿命头仓衬板18个月以上(多数水泥厂反映使用超二年半)；二仓衬板30个月以上(多数水泥厂反映使用超过4年)。
五、推荐使用产品由于高锰钢铸件具有韧性好、耐磨、可靠性能高并价格便宜等优点，大多数水泥厂的各种球磨机衬板；锤式破碎机锤头、筛条、衬板；颚式破碎机颚板、边护板；立窑机颚板等都使用高锰钢铸件。
【二】超高锰钢铸件：超高锰钢是近年在高锰钢的基础上发展出的新钢种。
本公司目前推向市场的超高锰钢是在原高锰钢的化学成份上提高锰的含量，增加铬、钼、钨合金元素，使铸件达到韧性好，初始硬度高，提高铸件使用初期未开始产生加工硬化层前的抗磨寿命，加工硬化程度也比高锰钢高。
确确实实耐磨性能比高锰钢好得多。
一、超高锰钢与高锰钢比较：l、初始硬度比高锰钢高，HB 250—300。
2、冲击韧性相同，铸件不会出现早期断裂现象。
高铬铸铁在抗冲击条件下耐磨性能的试验研究
收稿日期:2006 06 27; 修订日期:2009 02 09作者简介:张忠诚(1963 ),河北昌黎人,教授.研究方向:铸造合金熔体处理及变质处理.Vo l.30N o.3M ar.2009铸造技术FO U N DRY T ECH N OL OG Y试验研究 R esearch高铬铸铁在抗冲击条件下耐磨性能的试验研究张忠诚1,王忠民1,刁美艳1,王占民2,张忠波2(1.河北科技大学材料科学与工程学院,河北石家庄050081;2.河北晋州市森佳耐磨材料有限公司,河北晋州052260)摘要:在M L D 10型冲击磨料磨损试验机上,对国产的高铬铸铁和西班牙进口的低合金抗磨钢,在不同的冲击功条件下,就其耐磨性进行了对比试验。
通过对不同冲击条件下材料的失重、磨损面的形貌、材料的显微组织等的研究,分析两种材料的抗冲击磨损性能,并着重讨论了磨料的性质、冲击功的大小对材料抗冲击磨损性能的影响。
同时,对在试验过程中高铬铸铁试样所表现出来的脆性进行了讨论。
结果表明:经热处理高铬铸铁试样的抗磨性能优于其铸态试样,高铬铸铁的抗冲击磨料磨损性能优于低合金抗磨钢。
关键词:磨料磨损;高铬铸铁;低合金钢中图分类号:T G251.2 文献标识码:A 文章编号:1000 8365(2009)03 0325 04Soudy on Impact Wear Properties of High Chromium Cast IronZHANG Zhong cheng 1,W ANG Zhong min 1,DIAO Mei yan 1,WANG Zhan min 2,ZHANG Zhong bo2(1.College of Materials Science and Engineering,Hebei University of Science and Technology,Shijiazhuang 050081,China;2.Jinzhou Senjia Foundry C o.,Ltd.,Jinzhou 052260,China)Abstract:A comparision of impact wear properties ie made between high chromiu m cast and low alloy steels by the MLD 10impact wear tester.Th e impact,wear properties of two types of materials are in vestigated in terms of material loss,profile of impacted an d worn su rfaces an d variation s in microstructu re of su rface layer an d su b su rface layer of the im pacted en d of the two types of materials.Th e authors stu dy the influ ence of slu rry properties and impact work on the impact wear properties of the two types of m aterials.It is conclu ded that high chromium cast iron is better than low alloy steels in impact wear properties.Key words:Abrasive wear;High chromiu m cast iron ;Low alloy steel火力发电厂采用 3.4M 及以上的大型磨机进行粉煤作业,为保证磨球在较大的冲击功条件下不发生破碎,要求磨球具有良好的冲击韧度。
钨对高锰钢显微组织和冲击韧性的影响
··高锰钢因为具有较高的韧性和良好的加工硬化性能，而广泛应用于冶金、建材、电力、建筑、煤炭工业等高冲击磨料磨损工况[1]，但在工业生产和应用实践中发现，高锰钢铸件晶粒易粗大而影响韧性和耐磨性，有时韧性不足难以抵抗强烈的冲击而使得高锰钢件早期断裂失效。
为解决铸造高锰钢件晶粒易粗大、韧性不足以及耐磨性不够的问题，国内外从不同方面开展了系列研究开发工作，其中合金化是主要研究方面之一。
目前关于Mn 、Cr 、Mo 、Ni 、Nb 、V 、Ti 、RE 等元素对高锰钢影响的研究已有许多报道，并不同程度用于指导生产[2-5]，有人研究过钨对中锰奥氏体钢耐磨性的影响[6]，但是关于钨元素对高锰钢影响的研究较少。
本文重点探讨W 对铸造高锰钢晶粒、碳化物、硬度和冲击韧性的影响，为含W 高锰钢的研究开发与生产应用提供参考。
1试验材料和方法试验用高锰钢化学成分见表1。
试验用钢在500kg中频感应电炉中熔炼，在砂型中浇注标准Y 型试块。
试块在高温箱式电炉中加热，1100℃保温2h 后进行水韧处理。
从水韧处理后的Y 型试块上切去金相试样和冲击试样。
廖畅1，2，李卫1，2，刘晋珲1，2，刘英1，2（1.暨南大学材料科学与工程系，广东广州510632；2.暨南大学广东高校耐磨材料与功能材料工程技术研究中心，广东广州510632）摘要：采用金相显微镜、扫描电镜、电子探针、力学性能检测等手段，研究合金元素W （0~1.460%）对高锰钢显微组织和冲击韧性的影响。
试验结果表明：随着合金元素W 的增加，高锰钢的晶粒减小；高锰钢的基体硬度提高；高锰钢中析出少量以W 为主要合金元素的碳化物；高锰钢冲击韧性先增后降，当含W 量为0.912%时高锰钢的冲击韧性最高，达到329.9J/cm 2，比不含W 的高锰钢约提高了49%。
这是W 元素的细晶作用、固溶强化和碳化物析出综合作用的结果。
关键词：钨；高锰钢；冲击韧性；显微组织中图分类号：TG142.72文献标识码：A 文章编号：1001-4977（2011）04-0390-04LIAO Chang 1,2,LI Wei 1,2,LIU Jin-hui 1,2,LIU Ying 1,2（1.Department of Materials Science and Engineering,Jinan University,Guangzhou 510632,Guangdong,China;2.Guangdong Colleges Engineering and Technology Research Center of Wear Resistant Materials and Functional Materials,Jinan University,Guangzhou 510632,Guangdong,China ）钨对高锰钢显微组织和冲击韧性的影响Effect of W on Microstructure and Impact Toughness ofHigh Manganese Steel基金项目：广东省科技计划重大专项项目（2009A080304010）；广东省教育部产学研结合项目（2008B090500202）。
碳化钨―高铬铸铁表面复合材料耐磨粒磨损性能的研究
碳化钨―高铬铸铁表面复合材料耐磨粒磨损性能的研究的报告，
600字
本文旨在研究关于碳化钨-高铬铸铁表面复合材料耐磨粒磨损
性能的报告。
采用三次采样法，进行了耐磨粒磨损实验，并将获得的数据进行了统计分析。
碳化钨-高铬铸铁表面复合材料具有极佳的磨损性能，其单位
磨损量随着施加压力的增加而减少，表明复合材料具有较好的耐磨粒磨损性能。
在施加压力为0MPa、25MPa、50MPa、
75MPa、100MPa时，复合材料的单位磨损量分别为4.07×10-
4mm3/mm，3.10×10-4mm3/mm，2.23×10-4mm3/mm，1.80×10 -4mm3/mm，1.3×10-4mm3/mm，显示出具有良好的磨损性能。
此外，从金相学上看，复合材料钢表面的组织较为稳定，且无明显的磨损变形，磨损表面无细小裂纹，未发现热残余温度下钢的磨损组织中含有氧化物、夹杂物或气孔现象。
其磨损表面的组织稳定性表明，复合材料具有优异的耐磨性能。
综上所述，复合材料具有良好的耐磨粒磨损性能，且其金相组织也表明了其优异的耐磨性能。
这些研究结果说明碳化钨-高
铬铸铁表面复合材料。
在一定的外压条件下，该复合材料具有优异的耐磨性能，可能在精密机械零件的使用中发挥作用。
《ZTAp-高铬铸铁耐磨复合材料的铸渗法制备及界面组织分析》范文
《ZTAp-高铬铸铁耐磨复合材料的铸渗法制备及界面组织分析》篇一ZTAp-高铬铸铁耐磨复合材料的铸渗法制备及界面组织分析一、引言随着工业技术的飞速发展，耐磨材料在机械制造、矿山开采、交通运输等领域的应用日益广泛。
高铬铸铁耐磨复合材料以其优异的耐磨性能和良好的力学性能，成为耐磨材料领域的研究热点。
ZTAp作为一种新型的耐磨增强相，其与高铬铸铁基体的复合材料具有更高的耐磨性能和更广泛的应用前景。
本文采用铸渗法，制备了ZTAp/高铬铸铁耐磨复合材料，并对其界面组织进行了深入分析。
二、铸渗法制备ZTAp/高铬铸铁耐磨复合材料1. 材料选择与预处理选择高纯度的高铬铸铁和ZTAp作为原料。
将高铬铸铁进行熔炼、除渣处理，获得纯净的铸铁基体。
同时，对ZTAp进行破碎、筛分，获得粒度适宜的增强相颗粒。
2. 铸渗法工艺流程将预处理后的高铬铸铁和ZTAp按照一定比例混合均匀，然后将其倒入预先准备好的砂型模具中。
在一定的温度和压力下，使高铬铸铁熔化并与ZTAp颗粒进行渗透结合，形成复合材料。
3. 制备参数优化通过调整熔炼温度、渗透压力、ZTAp含量等参数，优化复合材料的制备工艺，获得最佳的耐磨性能和力学性能。
三、界面组织分析1. 显微组织观察采用金相显微镜、扫描电子显微镜等手段，观察复合材料的显微组织。
分析ZTAp颗粒在高铬铸铁基体中的分布情况，以及两相之间的界面结构。
2. 界面结构分析通过透射电子显微镜等手段，对界面结构进行深入分析。
研究ZTAp与高铬铸铁基体之间的界面反应、元素扩散和相变等情况，揭示两相之间的结合机制。
3. 硬度与耐磨性能测试对制备的复合材料进行硬度测试和耐磨性能测试，分析ZTAp的加入对复合材料性能的影响。
同时，与未添加ZTAp的高铬铸铁进行对比，评估其性能优势。
四、结果与讨论1. 显微组织结果通过显微组织观察，发现ZTAp颗粒在高铬铸铁基体中分布均匀，两相之间的界面清晰可见。
界面处未出现明显的缺陷和裂纹，表明两相之间的结合良好。
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收稿日期:2008 12 02; 修订日期:2009 01 09基金项目:陕西省2007年 13115 科技创新工程技术研究中心项目(2007ZDGC 17)作者简介:牛立斌(1972 ),山西运城人,博士.主要研究方向:金属基复合耐磨、防腐材料.Email:dy059@高铬铸铁棒/高锰钢复合材料的显微组织和耐磨性牛立斌,许云华,张夏妮,蔡 美(西安建筑科技大学机电工程学院耐磨材料研究所,陕西西安710055)摘要:通过将高铬合金粉药芯焊丝预制体插入到高锰钢熔体中,制备出高铬铸铁棒/高锰钢复合材料。
利用O M 、SEM 、XR D 、显微硬度以及三体磨损试验对复合材料的组织和耐磨性进行研究。
结果表明:药芯焊丝中的高铬合金粉末,在高锰钢熔体热的影响下,没有远距离扩散,而是烧结成致密的高铬铸铁棒。
随着高铬铸铁棒在复合材料中所占面积分数的增加,与对比试样比较,在低载荷下,耐磨性提高1.70~2.49倍,其耐磨性的提高取决于高铬铸铁棒的数量;在高载荷下,耐磨性提高1.38~1.86倍,其耐磨性的提高取决于高铬铸铁和高锰钢两种材料的共同作用。
关键词:高锰钢;高铬铸铁棒;复合材料;三体磨损中图分类号:TB331 文献标识码:A 文章编号:1000 8365(2009)02 0168 05Microstructure and Wear Resistance of High Chromium CastIron Bars/High Manganese Steel CompositeNIU Li bin,XU Yun hua,ZHANG Xia ni,CAI Mei(Institute of Wear Resistance Materials,School of Mechanical and Electrical Engineering,Xi an University of Architecture and Technology;Xi an 710055,China)Abstract:The composite of h igh chromiu m cast iron bars/high manganese steel were fabricated by in serting the preform of h igh chromiu m alloy po wder flu x cored wires in to high man ganese steel melt.The microstru ctu re and wear resistance were studied through OM,SEM,XRD,micro hardness test an d three body abrasive wear test.The results sh ow th at th ere is n o lon g distance diffusion of high chromium alloy powder in the flu x cored wires un der the effect of m olten heat,thise powders was sintered into th e high ch romium cast iron den se bars.With th e increasing area fraction of high chromium cast iron bars,th e wear resistance of the composites in creases by 1.70~2.49times u nder the lower load when compared with th e referen ce sample,an d the in crease of wear resistance depends on the amoun t of high chromiu m cast iron bars.Un der the larger load,the wear resistance in creases by 1.38~1.86times and the wear resistance is related to the com bin ed effect of high chromium cast iron bars and high mangan ese steel.Key words:H igh manganese steel;High ch rom ium cast iron bars;Composite;Th ree body abrasivewear高锰钢作为一种优良的耐磨材料,在受到较大冲击(强力冲击、强力挤压)的条件下,高韧性的奥氏体组织表层会因变形而硬化[1,2],其硬度由170~230H B 迅速增至500H B 以上,从而获得高的耐磨性。
如果受到的冲击力有限,加工硬化不明显,表层硬度较低,表现出耐磨性不佳,高锰钢的潜在能力不能得到充分发挥[3]。
为了保持高锰钢原有的韧性,提高其表面初始硬度,以弥补在低应力下的加工硬化能力较差的缺点,许多研究者进行了大量的研究,概括起来有以下几个方面:!在标准高锰钢成分基础上进行合金化,即添加Cr 、M n 、V 、T 、RE 等合金元素;∀制定新的弥散强化工艺;#进行表面强化(如挤压表面、强化爆炸、表面强化、表面喷涂、堆焊耐磨合金等)[4,6]。
高铬铸铁是继高锰钢和镍硬∃铸铁后的第3代耐磨材料,它的硬度可达到60H RC,其组织中容易形成显微硬度较高的M 7C 3型碳化物,该类型碳化物的数量越大,其耐磨性越好,但是整体高铬铸铁材料备件,不但消耗资源大、成本高,而且韧性较低,以至于它的&铸造技术∋02/2009牛立斌等:高铬铸铁棒/高锰钢复合材料的显微组织和耐磨性使用受到限制。
本文的思路是将高锰钢的韧性和高铬铸铁的硬度结合起来,在前期研究的基础上,利用高锰钢熔体的大热容量,将由高铬合金粉末制备的药芯焊丝烧结为高铬铸铁棒,从而得到高铬铸铁棒增强高锰钢基体的复合材料,拓宽材料的使用范围。
1 试验过程1.1 试样的制备试验选用直径为3.2mm的高铬合金药芯焊丝和高锰钢为主要复合材料,见表1,其中药芯焊丝是用厚度为0.25mm、宽度为15mm的H10钢带卷制而成,填充率为50%左右,合金粉的粒度为120~160目。
图1 试验示意图F ig.1 Schematic of the fabricating composites表1 试验选用材料的化学成分 w(%)T ab.1 Chemical composit ion of the r aw mater ials w(%)C Cr Si M n P S Fe 高铬合金粉 3.2027.21 1.440.120.0280.016Bal.高锰钢 1.12-0.8112.91<0.04<0.04Bal. 在制备试样时,将高铬药芯焊丝截制成一定几何形状和尺寸的预制体,如图1所示,烘干去掉焊丝中的水分。
选用石英砂和水玻璃造型,刷耐高温涂料,烘干备用。
在1480~1560(温度范围内,将高锰钢熔体浇注到砂型模后,立即将药芯焊丝的预制体插入到熔体中,并覆盖保温材料,让其缓慢冷却,确保烧结良好, 24h后从砂型内取出,在1100(下保温2h后水韧处理,得到复合试样。
需要说明的是图1中的关键尺寸L,是用来控制高铬铸铁棒在复合材料中的所占截面的面积分数,试验过程的参数见表2。
表2 试样过程中的主要参数T ab.2 M ain par ameters in experimental procedur e序号12345预制体中焊丝间距L/mm-9876浇注温度()5()/(14801500152015401560高铬铸铁棒面积/复合材料面积(%)010.913.918.925.2 1.2 试样检测用VEGA/T ESCAN扫描电镜对试样的显微组织和磨损后的表面形貌进行分析;物相鉴定是通过XRD (XCelerator)进行,主要是对复合材料中高铬铸铁棒的组织进行确认;用T UKON2100B显微硬度计对基体、磨粒以及碳化物颗粒的硬度进行测试;三体磨损测试是在MLD 10型磨损机上进行,被测试样以60r/ min的速度在直径为270m m的对偶面上进行水平旋转,磨损介质为80~100目的石英砂,每个试样先预磨20min后,再分别在40N和80N的两种载荷下进行30min测试,每次测试前后,用0.0001g精度的电子天平对试样进行称量,磨损率的计算是用重量损失除以测试时间、磨损面积以及按照混合原则计算的复合试样密度。
每个试样共进行3次测试,取其平均值。
为了更好的说明材料的性能,本研究以不含高铬铸铁棒的高锰钢作为对比试样。
2 结果与讨论2.1 复合试样的显微组织需要指出的是:当L较大时,越容易将药芯焊丝预制体插入到高锰钢熔体中,相反,当L较小时,由于熔体的流动性限制,越难以将预制体插入到熔体中。
在前期研究的基础上,按照表2的试验参数,得到的复合材料组织基本一致,所以,本文只对L=6mm时的复合材料显微组织进行分析和说明。
预制体中间距L=6mm时复合材料不同区域显微组织见图2。
从图中可以看出,在高锰钢熔体大热容量的影响下,H10钢带发生熔化,凝固后得到珠光体组织,药芯焊丝中的合金粉末熔化,并烧结成致密的高铬铸铁棒,均匀的分布在高锰钢基体中,表明焊丝中的合金粉末没有产生较大距离的扩散,达到了原位烧结以及复合的效果。
高铬棒为典型的高铬铸铁组织(图2b),由针状的初生M7C3碳化物、二次细小的碳化物颗粒、马氏体以及残余奥氏体组成[7]。
在高铬铸铁棒与钢带之间、钢带与高锰钢之间形成的过渡层厚度分别为20 m和40 m(图2c、d),过渡层的存在表明复合界面达到了冶金结合的程度,这对提高材料的性能非常有利。
图3是对高铬铸铁棒的XRD测试结果,与显微组织的分析基本一致。
图4为从基体到高铬铸铁棒的线扫描结果。
其中铁和铬元素的变化容易理解,而锰元素的变化就不同了,主要是因为,在药芯焊丝插入钢液的过程中,熔体对药芯焊丝有一定的压力,该压力会使熔体通过钢带间隙进入药芯焊丝内部,故在检测过程中发现高铬铸铁棒中有锰元素的存在。
表3是复合材料中各相以及SiO2磨粒的显微硬度,其中碳化物的硬度均比磨粒的硬度高,是主要的抗磨相[8],而奥氏体高锰钢的硬度较低,能够起到传递应%169%图2 预制体中间距L =6mm 时复合材料不同区域的显微组织F ig.2 SEM micr og raphs o f composite,at differ ent reg ions when L is 6mm图3 L =6mm 时复合材料高铬铸铁棒区的XRD 结果F ig.3 XRD patt ern of hig h chr omium cast ir on bar reg io nin the co mpo site when L is 6mm力的作用。