高铬铸铁深冷处理研究现状及展望

归纳总结了高铬铸铁深冷处理的研究成果,尤其分析了深冷处理对高铬铸铁组织和性能的影响。深入研究了高铬铸铁各种深冷处理工艺,总结出较佳的处理工艺。深冷处理改善高铬铸铁性能的作用机制是在深冷处理过程中有更多的残余奥氏体转变为马氏体,并伴随析出二次碳化物。同时有针对性地提出今后的研究方向。     

深冷处理对3Cr14Mn4B高铬铸铁显微组织和耐磨性的影响

采用X射线衍射、磁性法、硬度测量和磨损试验等方法研究了深冷处理对3Cr14Mn4B高铬白口铸铁显微组织和耐磨性的影响。结果表明,在去稳加空冷处理过程中,随着加热温度（900-1150℃）的升高,高铬铸铁的硬度先升高并在1000℃时达到最高值,然后开始下降。去稳加深冷处理过程中,高铬铸铁的硬度的变化与前者相似,但其硬度显著高于未加深冷处理的高铬铸铁。深冷处理使高铬铸铁的残余奥氏体的含量大大下降,并且有二次碳化物的析出,因此深冷处理使高铬铸铁具有更高的耐磨性。     

改善高铬铸铁力学性能的研究方法

综述了高铬铸铁的基体组织和碳化物，介绍了近年来国内外研究学者最常用的提高高铬铸铁力学性能的方法：热处理和合金化。发现高铬铸铁的高磨损性能及其他力学性能主要取决于共晶碳化物的数量、类型及基体组织。可通过热处理、合金化等方法，在高铬铸铁凝固过程中改变高铬铸铁的基体结构、改善碳化物的形貌、控制碳化物的生长等方面对高铬铸铁的性能进行优化。最后，对未来的研究方向提出了展望。     

深冷处理对钼钒高铬白口铸铁显微组织和硬化行为的影响

采用X射线衍射、磁性和硬度测量等方法研究了深冷处理对高铬白口铸铁显微组织和硬化行为的影响。结果表明，经去稳加空冷和去稳加深冷两种工艺处理后的高铬铸铁显微组织均由奥氏体、马氏体和共晶碳化物组成。在去稳加空冷处理中，随着加热温度（900℃～1150℃）的升高，高铬铸铁的硬度先升高并在1000℃时达到最高值，然后开始下降；在去稳加深冷处理中，高铬铸铁的硬度有相似的变化规律，但其硬度明显高于未经深冷处理的高铬铸铁。深冷处理使高铬铸铁中的残留奥氏体含量大大下降，因此显著提高了高铬铸铁的硬度，但当硬度达到最高时其组织中仍残留少量奥氏体。     

深冷处理技术在铸造合金材料中的应用及进展

概述了深冷处理技术的发展过程、作用机理、研究内容。介绍近几年将深冷处理技术应用于高铬铸铁、440A铸造不锈钢、45碳素铸钢等铸造合金材料中的研究结果。试验表明：深冷处理能使高铬铸铁、440A铸造不锈钢内部析出更为弥散、更为细小的合金碳化物，可以进一步使合金强化，但由于析出的强化相过于细小，在微切削型的滑动磨损过程中抵抗不了磨粒的切削作用，所以耐磨性提高不明显。深冷处理对45碳素铸钢的性能影响不明显。     

用脱稳—渗硼或脱稳—渗钒热处理提高高铬铸铁耐磨性

研究了高铬铸铁脱稳－渗硼和脱稳－渗钒热处理工艺，组织及性能，粘着磨损及磨料磨损耐磨性试验表明，高铬铸铁经脱稳－渗硼，脱稳－渗钒处理后，具有化普通脱稳化处理工艺高得多的抗磨能力。     

深冷处理对Cr14Mn2V2高铬铸铁组织转变和磨损性能的影响

分别采用X射线衍射(XRD)、电子透射电镜(TEM)和磨损测量(WT)等方法研究了深冷处理对高铬铸铁显微组织和磨损行为的影响。深冷处理能有效地降低高铬铸铁中的残余奥氏体含量,促进细微碳化物的析出,但不能完全将奥氏体转化为马氏体。大量马氏体的形成和微小二次碳化物的析出,显著提高了高铬铸铁的耐磨性。当残余奥氏体含量约为15%时,材料的耐磨性能达到最好,残余奥氏体量较多或较少都不利于耐磨性的提高。结果表明,亚临界加深冷处理试样的磨损性能较未深冷的试样有较大的提高。     

以高铬铸铁为例探讨抗磨白口铸铁件磨损特性

通过分析和揭示高铬白口铸铁磨损面受力状态与行为,磨损面基体组织中形成各类不同形貌的显微磨损面与形貌特征,各类显微磨屑在基体组织中形成与脱离磨损面基体组织机制,磨损面显微组织与特点等,提出了高铬白口铸铁磨损特性与机制及提高高铬白口铸铁抗磨性能的措施。     

用脱稳－渗硼或脱稳－渗钒热处理提高高铬铸铁耐磨性

研究了高铬铸铁脱稳－渗硼和脱稳－渗钒热处理工艺、组织及性能。粘着磨损及磨料磨损耐磨性试验表明，高铬铸铁经脱稳－渗硼、脱稳－渗钒处理后，具有比普通脱稳处理工艺高得多的抗磨能力。     

热处理对3Cr14Mn4B高铬铸铁硬化行为的影响

通过对高铬铸铁3Cr14Mn4B的硬度和磁性的测量,研究了高铬铸铁经亚临界处理、去稳处理及深冷处理后的组织和硬度变化,分析了高铬铸铁残余奥氏体和马氏体的相组成对高铬铸铁硬度的影响。结果表明,高铬铸铁的显微组织主要由马氏体、少量的奥氏体和(Cr,Fe)7C3共晶碳化物组成。在亚临界处理的情况下,空冷时高铬铸铁的硬度随亚临界处理温度的增加而先升高后降低,深冷处理后的硬度高于空冷时的,但当温度高于550℃时,深冷处理后的硬度低于空冷时的。高铬铸铁的硬度随去稳处理温度的升高略有升高,并且经深冷处理后的试样硬度比空冷高。经不同的热处理后,高铬铸铁的硬度主要受铸铁基体的马氏体含量和马氏体中的含碳量的影响。最佳的热处理工艺是在550℃进行亚临界处理。     

热处理对低合金白口铸铁力学性能和耐磨性能的影响

通过光学显微镜和扫描电镜的观察以及力学性能和耐磨性的测试,研究了热处理对低合金白口铸铁力学性能和耐磨性能的影响。结果表明:热处理能提高低合金白口铸铁力学性能和耐磨性能,与变形共同作用,效果更明显。该铸铁经25%变形后再经960℃保温3h正火处理后的冲击韧性和滑动磨损性能分别提高71.95%和8.6%。     

水泥球磨机用中铬铸铁磨球的研究

在含铬量为７％的中铬铸铁中加锰合金化，研究了热处理工艺对其机械性能及冲击磨损抗力的影响。结果表明适当地降低淬火温度可使含锰中铬铸铁获得良好的机械性能，在使用水泥磨料时的冲击磨损抗力与１５－２－１马氏体高铬铸铁相当，代替高铬铸铁制造水泥球磨机磨球，在保证耐磨性的前提下降低成本，具有明显的经济效益。     

铬锰铜合金白口铸铁在常温滑动千摩擦条件下的磨损失效分析

以铬锰铜合金白口铸铁的铸态材料为对比材料，考察了热处理后的铬锰铜舍金白口铸铁材料的耐磨性能，对试验材料的磨损失效机理和磨损端面与无磨损端面的金相组织进行了分析。结果表明，在相同的磨损条件下，水冷和空冷后的铬锰铜合金白口铸铁的耐磨性能分别是铸态的1．11倍和1．20倍；这是因为前两者组织中碳化物的硬度较之后者的高且碳化物分布均匀，发挥了抗磨犁作用，保护了基体，同时基体中存在的可转变为马氏体的具有良好弹塑性的残余奥氏体反过来又保护了碳化物，这样就更有效地减缓了磨损时的材料损失。这些原因可有针对性地为提高耐磨性能选择热处理制度提供参考。     

Effects of high temperature and cryogenic treatment on the microstructure and abrasion resistance of a high chromium cast iron

Effects of deep cryogenic treatment on the microstructure, hardening and abrasion resistance behaviors of 16Cr1Mo1Cu cast iron subjected to destabilization treatment were investigated. The results show that the cryogenic treatment can effectively reduce the retained austenite after destabilization heat treatment, but cannot make retained austenite transform completely. Cryogenic treatment can markedly improve bulk hardness and abrasion resistance of the high chromium cast iron. In the course of destabilization treatment and then cryogenic treatment, the amount of precipitated secondary carbide, M₂₃C₆, was more than that in air cooling. The additional fine secondary carbide precipitated during the cryogenics treat after destabilization heat treatment comparing with air cooling, is the main reason for the increase of the bulk hardness and wear resistance.     

热处理对高铬铸钢组织和性能的影响

采用金相显微镜和扫描电镜分析热处理对高铬铸铁的微观组织的影响,通过硬度测试和耐磨性测试研究热处理对高铬铸铁的力学性能影响。结果表明:当固溶处理温度在920℃以下时,淬火+回火后的组织为铸态组织;当固溶处理温度920℃及以上时,淬火+回火后铸态组织消失,出现淬火组织;随着固溶处理温度的升高,高铬铸铁硬度与耐磨性先升高后下降,在870℃时硬度达到最大值,耐磨性能最优;深冷处理不能提升铸态组织高铬铸铁的耐磨性,但可以提升淬火组织高铬铸铁的耐磨性。     

Effect of Heat Treatment on Wear Resistance and Impact Strength of High Chromium White Cast Iron

Martensitic chromium white cast irons find extensive industrial applications for resisting wear coupled with impact forces. Out of the several possible heat treatments for developing a martensitic chromium white cast iron, the arrested cooling heat treatment offers the best combination of wear resistance and impact strength, providing properties comparable to that of the standard Ni-Hard type 4 alloy.     

低铬合金耐磨球墨铸铁的研究

研究了成分、热处理的淬火介质、淬火和回火工艺对低铬合金耐磨球墨铸铁的组织与性能的影响,结果表明,低铬合金耐磨球墨铸铁具有良好的显微组织和力学性能,尤其优良的耐磨性,其耐磨性是45＃钢的3．5倍,而成本与45＃钢相近。     

热变形后低铬耐磨铸铁的组织与耐磨性的关系

研究了低铬耐磨铸铁经40%热变形及不同方式冷却后的组织与耐磨性的关系。结果表明:该铸铁经热变形后的组织与耐磨性有良好的对应关系,其耐磨性随硬度的增加而增大,同时也与组织中碳化物的形状、大小及分布有关。     

热变形后低铬耐磨铸铁的组织与耐磨性的关系

研究了低铬耐磨铸铁经40％热变形及不同方式冷却后的组织与耐磨性的关系。结果表明：该铸铁经热变形后的组织与耐磨性有良好的对应关系，其耐磨性随硬度的增加而增大，同时也与组织中碳化物的形状、大小及分布有关。     

硅铬白口铸铁的磨粒磨损性能

研究了，硅铬白口铸铁不同组织、不同含硅量、不同淬火加热温度及冷却速度对其耐磨粒磨损性能的影响。结果表明,下贝氏体基体的硅铬白口铸铁的耐磨粒磨损性能较其它组织的好，随着硅含量的增加液类材料的耐磨粒磨损性能提高，冷却速度和淬火加热温度对该材料的磨粒磨损性能影响不大。