高铬铸铁耐磨球热处理工艺研究

能 、 高其 使用 寿命 的方 法 ， 产 生 很 大 的经 济效 益 。 提 将
磨 球 的耐 磨性 能 与其 热处 理 工 艺 密 切 相 关 ， 文 通 过 本 对 高 铬合 金球 成分设 计 和热 处 理 工 艺 的 实验 研 究 ， 分 析 高 铬合 金球 的金相 组 织 和 性 能 变 化 ， 出 了提 高 高 提 铬 合金 球 耐磨性 的热 处理 工艺 。
作 者 简 介 ：郭 志 宏 （ ９ ２） １ ８ 一 ，男 ， 山 西定 襄人 ，助教 ， 在 读 硕 士研 究 生 ，研 究 方 向 ；工 程 材 料 性 能 优 化 。
１ ２ 实验 方 法 ．
明显 ， 少则 不能形 成 高硬 度 的碳化 物 （ ｒ Ｆ ）Ｃ 。 过 Ｃ 、 ｅ 。
（ ）锰 ： ３ Ｍｎ是形 成 奥 氏体 的一 种 有 效 元 素 ， 提 可
收 稿 日期 ：２ ］ — ４ ０ ；修 回 日期 ：２ １— ４２ ０２０—６ ０２０—７
采 用 高碳 铬 铁 、 钢 、 金为 原 料 配制 成 分 ， 中 废 合 在
织 和碳 化物 形貌 的改 善 ， 使 高铬 铸 铁 的 性 能得 以改 可
善 。主要 表 现为耐 磨性 和 冲击 韧性 的提 高 ］ 。 （）微 量合金 化元 素 ： ６ 在高 铬铸 铁 中 ， 由于 加入 的 铬 大部分 进入 碳化 物 ， 基 体 中铬 浓 度 还不 足 以抑 制 使 珠 光 体型 的转 变 。为 提 高磨 球 的 铸态 淬 透 性 ， 加人 需
球磨 机 是 水 泥 、 电力
用 的粉 磨设备 ， 球作 为球 磨机 中 的磨矿 介质 ， 磨 既要 有
高 的耐磨 性 ， 又要有 好 的韧性 Ｌ 。近年来 ， １ ］ 随着我 国工 业 的迅速 发 展 ， 球 的 消 耗 量 很 大 ， 用 改 善 磨 球 性 磨 采
（ ）铬 ：Ｃ 是 保证 高铬 白 口铸铁 优异 耐磨 性 和 韧 ２ ｒ
性 的基本 合 金元 素 ， 含量 决 定 碳化 物 的类 型 。当 ｃ 其 ｒ 达 到一定 量后 ， 续增 加 其 含 量 对 于 耐磨 性 提 高并 不 继
能的影响 。成 分优化后 耐磨球 的化学成 分见表 ｌ 。
第 ５期 （ 第 １ ４期 ） 总 ７
２ １ ０ ２年 ｌ 月 Ｏ
机 械 工 程 与 自 动 化
Ｍ ＥＣＨＡＮＩ ＣＡＬ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ ＆ ＡＵＴＯＭ ＡＴＩ） （Ｎ
Ｎｏ ．５
Ｏｃ． ｔ
文章 编 号 ： ６ ２ ６ １ （ ０ ２ ０ － １ ９ ０ １ ７ — ４３ ２ １ ）５ ００ — ３
时， 通过 晶 界净化 、 粒细化 、 制碳化 物含 量 、 晶 控 改善碳
本 文基 于对基 体 与 碳 化 物类 型 的要 求 ， 实 验 室 在 和工 厂条 件下 对 耐磨球 的化 学成 分做 了优 化设 计 。 （ ）碳 ： １ Ｃ对 高 铬铸 铁基 体组 织 和碳 化 物 有 重 要
中 图 分 类 号 ：ＴＧｌ ４ ４ ６ ． 文 献 标 识 码 ：Ａ
０ 引 言
高 钢 的淬透 性 ， 锰 的含量 在耐 磨球 中不可 以过 高 。 但 （ ）硅 ： ｉ ４ ｓ 是非 碳 化 物 形 成 元 素 ，可 明显 降低 钢 的淬透 性 ， 共 析转 变温度 升高 。 使 （ ）铌 ： 高铬铸 铁 中加入 铌 以后 ， ５ 在 通过 对 基体 组
影 响 。Ｃ为生 成共 晶碳化 物 （ 、 ｅ 。的 主要 元 素 ， Ｃｒ Ｆ ）Ｃ
在 耐磨 性方 面起 着重 要作 用心 。 ］
化 物形态 和 大小来 进 一步提 高材料 的 韧性 。本 实验 主 要从提高 Ｃ 、 ｒＭｏ等合金元素 含量及 适 量加入 稀 土元 素
Ｒ 人手， ｅ 研究 成分 优 化对 高 铬 白 口铸 铁 的组 织 及其 性
１ 实 验 材 料 及 方 法
１ １ 成 分 优 化 设 计 ．
钼、 、 、 铜 钒 钨进 行微 量合 金化 ， 其含 量（ 量分数 ） 小 质 均
于 １ ０ 。而钼 和铜 的联合使 用 可 以很 好地 提 高 合金 ．％
的 冲击 韧度 Ｌ ， ５ 提高磨 球 的使用 寿命 。 ］
通 过对 山西 某钢 厂耐 磨球 的失 效 分 析可 知 ， 提高 磨 球抗 磨性 能关 键在 于如何 使 基体 的硬度 和韧性 达 到 很 好 的配合 。合 理 的成 分 设 计 可 在 获得 高 硬 度 的 同
高 铬 铸 铁 耐 磨 球 热处 理 工 艺研 究
郭志 宏 ，卫 英 慧 ，王 宏伟
（ 原 理 工 大 学 材 料 科 学 与 工 程 学 院 ， 山西 太 原 太 ００２ ） ３ ０ ４
摘 要 ：研 究 了一 种 添加 微 量 合 金 元 素 Ｍｏ Ｖ、 Ｎｂ的 高 铬 铸 铁 耐 磨 球 的 热 处 理 工 艺。 采 用 在 ９０ ℃ 淬 火 、 、 ８ ４ ０℃ 和 ６０℃ 回火 的 热处 理 工 艺 。 通 过 显 微 组 织 分 析 可 知 淬 火 后 基 体 组 织 为 淬 火 马 氏体 ，４ ０℃ 回火 后 基 ０ ０ ０ 体 组 织 为 回 火托 氏体 ，６ ０℃ 回火 后 基 体 组 织 为 回火 索 氏体 。 经 硬 度 分 析 和 耐磨 性 分 析 可 知 ：仅 淬 火 处 理 时 ０ 试 样 硬 度 为 ６ ＨＲ ５ Ｃ，磨 损 量 也 最 小 ；４ ０ ℃ 回 火 后 硬 度 下 降 为 ６ ． ＨＲ ０ ２ ８ Ｃ，磨 损 量 比 淬 火 态 增 加 ｌ． ； ８２
６ ０℃ 回 火 后 硬度 下 降 为 ５ ． ＨＲ ０ ７ ６ Ｃ。磨 损 量 比 淬 火 态 增 加 ３ ． 。结 合 磨 球 实 际 应 用 状 态 最 佳 热 处 理 工 艺 Ｏ３
应 采 用 ９ ０℃ 淬 火 、４ ０ ℃ 回 火 。 ８ ０
关键词 ：高铬铸铁 ；磨球 ；耐磨 性；热处理