合金化对高铬铸铁相析出的影响

添加多元微量合金元素V、Ti、Nb和Mo到2.8C-31Cr合金中制备多元铬系合金,从合金热力学析出角度,通过计算分析Ti、V、Nb在多元体系中的存在方式,探讨添加的合金元素对高铬铸铁凝固组织中碳化物析出的影响。结果表明,Ti和Nb在高铬铸铁凝固过程中主要形成Ti C和Nb C,V主要存在于合金化合物VCr2C2和VCr Fe8中。先析出的Ti C和Nb C能充当碳化物异质形核基底,增加形核率使组织细化。但添加过量的合金元素却削弱了对碳化物的细化作用。     

钒、钛对高铬铸铁中碳化物形态及耐磨性的影响

根据衬板工况要求，研制了加入微量V、Ti元素的高铬白口铸铁衬板。研究表明：V和Ti能使高铬铸铁组织细化，碳化物形态改善，硬度、冲击韧度和抗磨性提高。     

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。     

Mo、Ni、Cu对高炉衬板用Cr26高铬铸铁铸态组织和性能的影响

采用正交试验法研究了Mo、Ni、Cu对高炉衬板用Cr26高铬铸铁铸态组织和性能的影响,以宏观硬度和冲击韧度为考察指标,对3种合金元素含量进行了优化设计。研究结果表明,单一合金元素对该高铬铸铁硬度和冲击韧度影响以Ni最为显著;而任意两种合金元素的联合作用效果以Mo加Cu最为显著。当合金元素含量为0.6%Mo、0.7%Ni和1.0%Cu时,获得的高铬铸铁综合性能最佳,铸态硬度为55.5 HRC,冲击韧度αk为7.4J.cm-2,铸态显微组织由六角形M7C3初生碳化物,M7C3共晶碳化物和奥氏体组成。     

Nb、V、Ti加入量对高铬铸铁组织及磨损性能的影响

为提高金属材料的耐磨性,以高铬铸铁为实验基材,采用多元合金化法制备了实验材料,并观察与测试了实验基材和合金元素Nb、V、Ti不同加入量时材料的铸态组织和冲击磨损率。结果表明:实验基材的铸态组织为粗长条状奥氏体+粗大的六角形M_7C_3碳化物组成,其冲击磨损率最大,高达6.9 mg/min;随着合金元素的加入量分别在0.10%~0.70%之间逐步增加,实验材料的铸态组织主要由奥氏体+M_7C_3碳化物+Nb C、VC和Ti C碳化物组成。合金元素的加入量分别为≤0.20%时和≤0.70%时的铸态组织较为粗大,相应的冲击磨损率也较大,分别为5.4 mg/min和6.3 mg/min;当合金元素的加入量分别为0.40%时,奥氏体呈细短的条状,M_7C_3型碳化物呈圆钝短小的条或块状,Nb C、VC和Ti C碳化物呈微小的颗粒状均匀的分布在基体中,其冲击磨损率最小,仅为4.5 mg/min,冲击耐磨性相对于实验基材提高了1.5倍以上。     

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。     

消失模铸造高炉溜槽衬板

根据溜槽衬板的工况条件，提出了在高铬耐磨合金材料上镶铸硬质合金的新方法。将硬质合金预埋于EPS模型内，再进行浇注，从而得到综合性能优良的复合材料。在母体材料中添加了Cr、Mo、W、V等合金元素及合适的成分，得到显微组织硬度很高的M7C3型碳化物，因而材料具有很高的耐磨性；碳化物呈弥散分布，材料的冲击韧度也较高；由于硬质合金的加入，使衬板的红硬性得到明显提高。采用消失模铸造，溜槽衬板的使用寿命大大提高。     

钨对淬火回火高铬铸铁冲击性能和耐磨性的影响

通过冲击试验和磨损试验,研究了钨含量对淬火回火高铬铸铁性能的影响。结果表明,热处理对钨元素的分布影响不大,钨在基体和碳化物中均匀分布。随钨含量增加,淬火回火高铬铸铁硬度增加,冲击韧度和耐磨性先升高后降低。高铬钨铸铁硬度为62～65 HRC,冲击韧度为6～8 J/cm2,一定量钨的加入能显著提高高铬铸铁的耐磨性。     

锰对Cr15MnV铸铁组织性能的影响

为了节约合金元素钼,选择1.5%～3.0%Mn的5种Cr15MnV合金研究锰对高铬铸铁组织和性能的影响。结果表明:随着含锰量的增加,高铬铸铁组织中的共晶碳化物粗化,网状特征更加明显,硬度、冲击韧度、耐磨性呈下降趋势;含2.0%和2.4%Mn的Cr15MnV合金具有较高的力学性能。     

热处理工艺对冷作模具钢GYCRF组织及力学性能的影响

通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和冲击试验等分析手段,对不同淬、回火热处理条件下的冷作模具钢GYCRF的组织和性能进行了研究。结果表明:GYCRF钢淬火后存在含Nb、Mo和V等合金元素的碳化物,1080～1120℃是最佳的淬火温度范围;在520℃回火时存在二次硬化峰,回火组织中主要为富含Nb、V等合金元素的MC型碳化物和以Cr元素为主的M_(23)C_6型碳化物;与常用冷作模具钢DC53相比,由于淬火前MC碳化物中Nb部分替代了V,在合金质量比一定的前提下,Nb的加入使得V含量相对降低,造成基体中固溶的V元素和回火时MC型碳化物析出量相对减小,回火硬度降低,冲击韧性高于DC53钢。     

改善含V高铬铸铁组织和性能的工艺措施

论述了w(V)在5%～10%的高铬铸铁的组织和性能.其中3C-10Cr-10V*合金的抗磨性是3C-17Cr-3Mo合金的2倍.对含V高铬铸铁进行变质处理可进一步改善其组织和抗磨性能:加Ti可使VC球化;加RE可使碳化物细化;RE和Ti都加效果会更好.     

合金元素对镁合金压铸模具钢硬度和冲击韧度的影响

研究了Co、Mo、V以及W元素的添加对镁合金压铸模具钢硬度和冲击韧度的影响。结果表明:在镁合金压铸模具钢中,当Co、Mo、V以及W元素的添加量w(%)分别为15.05、1.98、0.51和6.07时,合金具有最佳的硬度和韧性的配合。     

亚临界热处理Cr13Mn3MoV2高铬铸铁的硬化行为和耐磨性

研究了Cr13Mn3MoV2高铬铸铁在亚临界处理时的硬化行为和耐磨性。研究表明,通过亚临界热处理可以使含有大量残留奥氏体的高铬铸铁产生二次硬化,从而提高高铬铸铁的硬度和耐磨性。利用合金热力学理论计算了奥氏体中碳的活度,固溶于奥氏体中的Mo和V会降低奥氏体中C的活度,对C在亚临界热处理过程中扩散的阻碍作用,所以与没有添加Mo和V的高铬铸铁比较,添加Mo和V的高铬铸铁二次硬化峰的出现需要更长的保温时间。添加Mo和V的高铬铸铁在亚临界热处理时除了二次碳化物（Fe,Cr）23C6的析出外,还有Mo2C和VCr2C2碳化物析出,有效地提高了合金抗磨料磨损能力。     

不同钒含量对低铬合金铸铁组织和性能的影响

采用金相显微镜、X射线衍射仪、硬度及冲击韧度仪,研究了钒含量对低铬合金铸铁组织和性能的影响。结果表明:随着钒含量的增加,铸态试样的硬度和冲击韧度都增大;钒含量达到1%时,硬度可达到HRC 56.7,钒含量为0.75%时,冲击韧度达到最大值5.75 J/cm2;经过950℃保温3 h热处理后,试样的硬度和冲击韧度都有较大程度的提高;钒含量为0.75%试样的硬度达到HRC 63.3,钒含量为0.5%试样的冲击韧度达到9.13 J/cm2。钒的加入不仅可以细化晶粒,也可以提高材料性能。热处理后金相组织中网状碳化物数量减少,局部出现断网,碳化物尖角钝化,有白色碳化物析出。     

微合金化对不锈钢传感器性能的影响

研究了微量合金元素Mo、V对0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢传感器性能的影响。结果表明,添加微量的Mo或V,有利于改善0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢传感器的冲击韧度、抗高温氧化性和零点稳定性,尤其是复合添加Mo和V的改善效果更为显著。     

钒加入量对稀土低铬铸铁组织和性能的影响

采用测试硬度、冲击韧度和观察显微组织等方法,研究了钒加入量对稀土低铬合金铸铁组织和性能的影响。研究表明:在铸态条件下,随着钒含量的增加硬度增大,当钒含量到达1%时,其硬度达到53.6 HRC;经过250℃回火保温2 h的热处理后,试样的硬度呈先增加后降低的趋势,钒含量为0.75%时,硬度达到55.5 HRC。铸态条件下,当钒含量为0.75%时,冲击韧度达到5.8 J/cm2。经过同样的热处理工艺后,试样的冲击韧度有较大程度地提高,当钒含量为0.75%时达到10.7 J/cm2。通过对试样的金相组织观察发现,随着钒含量的增加,网状碳化物数量减少,热处理后局部出现断网,有白色碳化物析出。     

W对铸态高铬铸铁组织和性能的影响

采用金相显微镜、扫描电镜观察显微组织,X射线衍射分析相组成,并测定洛氏硬度、冲击韧度及耐磨性,研究了w(W)量对高铬铸铁组织及性能的影响。结果表明:含钨高铬铸铁的铸态组织为马氏体+奥氏体+碳化物;W在碳化物和基体中均匀分布,w(W)量为1%时,高铬铸铁硬度为58.75HRC,冲击韧度为11.18J/cm~2;w(W)量达到3%时,高铬铸铁冲击韧度明显下降;w(W)量在0~3%范围内渐增时,随着w(W)量的增加,耐磨性不断提高。     

纳米SiC对高铬铸铁组织和性能的影响

将不同含量的纳米SiC加入到高铬铸铁中,制备了改性的高铬铸铁。通过金相、冲击和耐磨性试验研究了改性高铬铸铁的微观组织和力学性能。结果表明,添加0.003%纳米SiC对高铬铸铁显微组织和力学性能影响不大,添加0.015%纳米SiC后,高铬铸铁的冲击韧度提高了40.3%;添加纳米SiC的高铬铸铁晶粒和碳化物显著细化;与未添加纳米SiC的高铬铸铁相比,添加纳米SiC使高铬铸铁的磨损率显著下降,即改善了高铬铸铁的耐磨性。     

RE-Mg对高铬白口铸铁性能和组织的影响

采用超景深显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪研究了由镧、钇、镁组成的复合变质剂对含有多种合金元素的高铬白口铸铁性能和组织的影响。研究结果表明:复合变质剂对合金组织中菊花状碳化物、柱状树枝晶、马氏体含量以及力学性能都有影响。当变质剂的加入量为0.3%时,碳化物和基体的粒度达到最小;当变质剂的加入量为0.6%时,碳化物的分布形态最为理想,此时的冲击韧度和硬度都达到了最优值,分别为:5.7 J/cm2和HRC51.14。     

Ti变质处理对高硼铁基合金组织和性能的影响

借助光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射分析等手段,研究了Ti变质处理对高硼铁基合金凝固组织和力学性能的影响。结果表明,高硼铁基合金组织由铁素体、珠光体和沿晶界呈网状分布的硼化物组成。经Ti变质处理后,基体组织得到了细化,硼化物变细变短,出现缩颈和断网现象,部分硼化物呈粒状分布。随着Ti含量的增加,硼化物细化和断网现象更加明显,合金的硬度提高不大,但冲击韧度显著提高,当Ti含量为0.4%时,合金硬度为45.0 HRC,冲击韧度为6.2 J/cm~2。