过共晶高铬铸铁半固态成形组织和性能

用不同结构的铸型对过共晶高铬铸铁进行半固态成形,研究铸型结构和成形工艺对成形件内部质量、显微组织和性能的影响。结果表明,改进铸型结构和充型方式能够有效减少甚至消除成形件内部宏观缺陷,细化、球化初生碳化物组织,提高冲击韧性和抗冲击磨料磨损性能。     

淬火回火工艺对Cr26过共晶高铬铸铁组织及性能的影响

采用X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电镜、硬度测试、冲击试验和磨损试验等手段,研究了淬火和回火工艺对Cr26型过共晶高铬铸铁组织、硬度、冲击吸收能量和耐磨性的影响。结果表明,经980~1100 ℃淬火和250~600 ℃回火后的Cr26过共晶高铬铸铁的组织主要是马氏体基体,M₇C₃碳化物和少量奥氏体。初生碳化物为六边形,共晶碳化物和回火生成的二次碳化物呈短棒状。总体碳化物含量随淬火温度升高略有上升。随回火温度的升高,硬度先降低后增加,超过500 ℃回火时再次降低,而冲击吸收能量先增加后降低,超过350 ℃回火时再次上升。不同温度淬火时,对应最大耐磨性的回火温度不同。980、1050 ℃淬火时,再经250 ℃回火获得最高的耐磨性,而1100 ℃淬火时,再经350 ℃回火获得最大耐磨性。     

过共晶高铬铸铁的显微组织和力学性能研究

采用光学显微镜、扫描电子显微镜以及硬度和冲击试验等方法,研究了不同热处理工艺对过共晶高铬铸铁显微组织和性能的影响。结果表明:试验的过共晶高铬铸铁铸态显微组织由共晶莱氏体和粗大杆状或六方形状的一次Cr_7C_3型碳化物组成;由于淬透性较低,当保温时间为2 h,淬火温度较低时,在共晶碳化物周围存在铁素体;只有加热到1 050℃时,共晶中的奥氏体在随后的空冷过程中才能转变为全部马氏体组织,硬度达到最高值64.5 HRC;淬火加热温度为1 050℃时,随保温时间的延长,硬度降低;随着淬火加热温度的升高,过共晶高铬铸铁的冲击吸收功呈下降趋势,但数值总的来说不高且差别不大,范围在1~2 J之间。     

半固态流变挤压过共晶高铬铸铁组织均匀性分析

对半固态过共晶高铬铸铁流变挤压成形试样的组织均匀性进行了研究.结果表明,轮状试样轴向从底部到上部,初生碳化物尺寸增大,单位面积内颗粒数目减少,形状因子降低,组织均匀性较差;试样横向从边部到中心部,初生碳化物颗粒平均等效直径、单位面积中碳化物颗粒数目和形状因子均相近,组织均匀性较好.     

渣浆泵过流部件的生产实践

通过生产实践证明，渣浆泵过流部件以选用高铬铸铁、冷铁加冒口、空淬加回火的热处理生产工艺为最佳方案，护套使用寿命可达两个月。     

过共晶高铬铸铁触变压射成形铸件组织及冲击磨料磨损行为

将过共晶高铬铸铁常规砂型铸造坯料与过流冷却处理半固态坯料进行触变压射成形,研究其铸件冲击磨料磨损行为。结果表明,常规铸态坯料由于粗大杆状碳化物大大降低了浆料的流动性,触变铸件表面粗糙,内部缩孔等缺陷明显,粗大杆状初生碳化物严重割裂基体,磨损过程中外力作用下破碎脱落,抗磨损能力大大降低。过流冷却坯料中初生碳化物细小,触变成形过程中浆料流动性好,铸件表面光滑,内部缺陷少,初生碳化物和共晶碳化物都很细密,碳化物对基体的割裂作用小,弥散碳化物的有效支撑作用得到充分体现,表面磨损均匀,磨损性能显著提高。     

过共晶高铬铸铁半固态浆料制备及组织

采用倾斜板冷却体法制备了过共晶高铬铸铁半固态浆料,观察研究了制备试样的组织.结果表明:采用倾斜板冷却体法对过共晶高铬铸铁进行半固态成形,通过控制合适的浇注温度,同时对过冷的金属液加以适当的振动,可以细化初生碳化物,且使初生碳化物分布更加均匀,获得理想的过共晶高铬铸铁半固态组织.     

半固态过共晶高铬铸铁的制备及组织定量分析

为改善过共晶高铬铸铁组织中粗大初生碳化物的形貌,采用冷却体法制备了碳化物明显细化、圆整的半固态坯料.通过分别改变浇注温度、冷却体斜度获得六组不同半固态浆料温度的凝固组织,并借助Leica图像分析仪分别定量分析了初生碳化物的形状系数和等效直径变化特征.研究表明:采用本方法可明显改善碳化物的形象,改变浇注温度和冷却体的倾斜角度对半固态组织有较大影响.     

Nb/Ti对过共晶高铬铸铁组织及性能影响

研究了Nb和Ti对过共晶高铬铸铁显微组织和力学性能的影响。结果表明,Nb既不能细化初生碳化物,也不能细化共晶碳化物;随着Ti含量的增加,初生M_7C_3碳化物和共晶碳化物都具有明显的细化特征。组织中的初生碳化物和共晶碳化物的硬度随着Ti含量增加而增加,冲击韧度变化不大。高铬铸铁的耐磨性能随着Ti含量的增加而增加。     

V和Ti对过共晶高铬铸铁组织和性能的影响

研究了Ti和V对过共晶高铬铸铁(25.0%Cr,3.5%C)显微组织和力学性能的影响。结果表明,V只能细化共晶碳化物;随着Ti含量的增加,初生M_7C_3碳化物和共晶碳化物都具有明显的细化特征。组织中的初生碳化物和共晶碳化物的硬度随着Ti含量增加而增加,冲击韧度有一定提升。高铬铸铁的耐磨性能随着Ti含量的增加而增加。     

含Nb、W高铬铸铁溜槽衬板的研制

针对炼铁高炉布料溜槽衬板耐磨损和耐中（高）温的性能要求,对材料的化学成分、力学性能及显微组织进行了分析探讨,研制生产出含Nb、W高铬铸铁溜槽衬板,通过规范热处理,使材料硬度〉63HRC,冲击韧度aK〉24J／cm^2。与Cr20MoNi和Cr26MoNi相比,其晶粒细化,基体和共晶碳化物显微硬度明显提高,且高温组织稳定性和红硬性更好。     

碳含量对高铬铸铁性能的影响

通过力学性能、耐磨性能测试、金相组织观察、SEM形貌分析以及残余奥氏体测定。研究了碳含量对高铬铸铁性能的影响。试验结果表明，随着含碳量的增加，冲击韧度、残余奥氏体含量、滑动式磨损率下降：硬度随着含碳量的增加先上升，而后出现下降趋势；滚筒式磨损条件下，含1．8％C（质量分数）的高铬铸铁磨损率最小，耐磨性能最好。     

奥低体基高铬铸球的生产应用

介绍了奥氏体基高铬铸铁磨球的生产工艺和要点。由于其具有铸态奥氏体组织,从而具有较高的冲击韧性。另外,在冲击磨擦状态下这种组织会向马氏体相转变,发生加工硬化现象,从而使这种材料在具有高韧性的同时还具有高的抗冲击磨损能力。生产应用表明,这种磨球具有优异的耐磨性和经济性。     

灰铸铁表面WC颗粒-高铬铸铁铸渗层研究

采用铸渗技术,研究了在灰铸铁表面获得良好WC颗粒－高铬铸铁铸渗层工艺以及铸渗层组织和耐磨性。结果表明,在适宜工艺条件下,铸渗层平整、均匀、与基体结合良好,具有优良的抗磨粒磨损性能。用WC颗粒－高铬铸铁铸渗法制造的灰铸铁基搅拌机叶片,其使用寿命是Q235钢制叶片的三倍以上。     

氧化铝矿用渣浆泵过流件高铬铸铁Cr28的腐蚀磨损性能

针对氧化铝矿渣浆泵过流件使用工况,设计了一种新型的过流件高铬铸铁材料Cr28,研究了铸态和热处理态材料的组织和性能。结果表明:热处理后组织与铸态组织相比,碳化物分布趋于弥散细小,冲击韧度和硬度都有较大的提高。腐蚀磨损实验结果表明:铸态和热处理态Cr28的腐蚀磨损性能与Cr15Mo3相比都有显著地提高,其中热处理态Cr28试样的磨蚀失重率最低,相对耐磨性为1.95。采用定量分析的方法对材料的磨蚀磨损交互作用进行研究表明:在腐蚀磨损过程中磨损对腐蚀的促进作用很大,占到腐蚀分量的99%以上,而腐蚀对磨损的促进作用较为有限,均低于腐蚀分量的23%。Cr15Mo3和热处理态Cr28试样的磨损增量和纯磨损量均随其硬度的升高而降低,而铸态Cr28试样硬度低于Cr15Mo3试样,但是磨损增量和纯磨损量也较低。     

不同部分重熔温度对半固态过共晶高铬白口铸铁初生相形貌的影响

为了考察部分重熔温度对初生碳化物形貌的影响,对过共晶高铬铸铁半固态坯料分别在3个不同温度(1 230℃、1 250℃、1 270℃)进行部分重熔,重熔时间为15 min,并借助Leica图像分析仪分别定量描述了初生碳化物形状因子及粒度因子的变化规律.研究表明,半固态组织中初生碳化物形状随着部分重熔温度的升高,呈先改善然后恶化,最后明显改善的趋势变化;碳化物尺寸随着部分重熔温度的升高而逐渐减小.初生碳化物演化过程是由溶质扩散和固、液相界面张力共同作用的结果,然而在较低的部分重熔温度下,固、液相界面张力的作用不明显.在1 270℃部分重熔温度下,重熔15 min时,可获得理想的部分重熔组织.     

铌和热处理对高铬铸铁组织性能的影响

在无钼高铬铸铁中加入适量铌和锰,研究了热处理工艺对其组织和性能的影响。结果表明:加铌并配合高温淬火-亚临界回火工艺,可改善共晶碳化物的形态和分布,并产生明显的二次硬化。试验合金的宏观硬度与Cr15Mo1Cu1高铬铸铁相当,而抗磨性优于后者。     

铌和热处理对高铬铸铁组织性能的影响

在无钼高铬铸铁中加入适量铌和锰,研究了热处理工艺对其组织和性能的影响.结果表明;加铌并配合高温淬火-亚临界回火工艺,可改善共晶碳化物的形态和分布,并产生明显的二次硬化.试验合金的宏观硬度与Cr15Mo1Cu1高铬铸铁相当,而抗磨性优于后者.     

碳化物在高铬铸铁高应力磨料磨损中的影响

对不同载荷作用下的高铬铸铁在耐磨实验机上进行了磨料磨损试验;对在不同的碳化物对基体的保护作用与碳化物的剥离进行了相关的分析.结果表明载荷在一定值以下磨损较为缓慢,当载荷超过一定值时,磨损急剧加剧,随着载荷的增加"尺寸较小"的碳化物首先剥离基体,当载荷继续增大时,"尺寸较大"的碳化物也剥离基体并有碎裂现象.这要求高铬铸铁中的碳化物不仅要分布均匀,碳化物的尺寸也要合适.