碳量变化对高铬铸铁初生奥氏体稳定性的影响

通过改变高铬铸铁(Cr15)的含碳量,研究了高铬铸铁凝固过程中初生奥氏体中C、Cr量变化对初生奥氏体稳定性的影响。结果表明,较快的冷速条件下自液体中析出的初生奥氏体固溶的C、Cr量远高于平衡条件;在本试验冷却条件下,随着碳含量的增加,初生奥氏体中固溶的C量增加、Cr量减少,这使C原子的扩散增强,并且奥氏体过饱和程度增大,二次碳化物析出趋势增强;当二次碳化物未析出时,碳量的增加使奥氏体稳定性增加,而一旦二次碳化物析出,碳量的增加使奥氏体的稳定性变差;碳量2.63%为奥氏体能否析出二次碳化物的临界值。     

亚临界热处理对复合管高铬铸铁层组织及性能的影响

针对铸态304不锈钢-过共晶高铬铸铁复合管高铬铸铁层硬度不足的问题,采用亚临界热处理来改变复合管过共晶高铬铸铁内层组织及性能。结果表明:亚临界热处理可以有效提升复合管高铬铸铁层硬度,复合管高铬铸铁层的宏观硬度随亚临界热处理温度的升高及保温时间的延长先增加后降低;其中530℃×5 h保温空冷的亚临界热处理使得复合管高铬铸铁层硬度提高最显著,提高了3 HRC左右。复合管高铬铸铁层的室温铸态组织为马氏体、奥氏体、M3C型和M7C3型碳化物;经过亚临界热处理后,析出弥散的M23C6型二次碳化物,降低了奥氏体中含碳量,提高了Ms点,促使奥氏体向马氏体转变。     

含碳量对过共晶高铬铸铁显微组织与耐磨性的影响

通过显微组织观察、图像分析仪定量金相测定,力学性能测试,低应力湿态磨料磨损试验,研究了碳对含33.5%Cr的过共晶高铬铸铁的影响。结果表明,过共晶高铬铸铁显微组织主要特征是含有较大尺寸的六边形和杆状M7C3型初生碳化物。并且随着含C量的升高,过共晶高铬铸铁组织中的初生碳化物逐渐变得粗大,初生碳化物和碳化物总体积分数增加。随着含碳量的增加,过共晶高铬铸铁硬度逐渐升高。含4.80%C的高铬铸铁硬度最高,达到HRC65.5。但随着含碳量的增加,高铬铸铁的冲击韧度逐渐下降。在40 N、70 N、100 N载荷下,随着含C量的增加,过共晶高铬铸铁的耐磨损性能提高。在40 N、70 N和100 N载荷下,含4.80%C的高铬铸铁的耐磨性分别比含3.86%C的高铬铸铁提高了26.1%、24.5%和24.1%。在含碳量相同的情况下,重载荷下高铬铸铁的耐磨性能下降。随着载荷的增加,高含碳量高铬铸铁的耐磨性优势逐渐下降。与含23%Cr的过共晶高铬铸铁相比,含C量分别为3.86%、4.13%、4.65%和4.80%的含33.5%Cr的过共晶高铬铸铁耐磨性分别提高了42.9%、52.0%、54.6%、56.6%。     

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。     

热处理对含钨高铬铸铁组织及性能的影响

采用金相显微镜、扫描电镜观察微观组织,x射线衍射仪分析相组成,并测定洛氏硬度、冲击韧性及耐磨性,研究了热处理对含钨高铬铸铁组织及性能的影响.结果表明,钨在高铬铸铁基体和碳化物中均匀分布,热处理对钨的分布影响不大,钨能显著提高高铬铸铁的性能.含钨高铬铸铁合理热处理工艺是1050℃奥氏体化淬火,250～350℃回火,在该热处理条件下的组织为马氏体 碳化物 少量残留奥氏体,铬的碳化物类型为Cr7C3、Cr23C6,钨的碳化物有WC1-x、W6C2.54W3C,硬度为62～63 HRC,冲击韧度为7～8 J/cm2,耐磨性比不含钨高铬铸铁显著提高.     

深冷处理对13Cr-2Mn-2V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、磁性法和硬度测量等方法研究了深冷处理对高铬自口铸铁显微组织和硬化行为的影响。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。尽管马氏体含量升高，但其含碳量降低，硬度降低。因此，在高铬铸铁硬度强化机制中，二次碳化物(Fe，Cr)23，C6，所起的作用要强于马氏体。当硬度达到最高时其组织中仍残留少量奥氏体。     

热处理对3Crl4Mn4B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.     

淬火工艺对Cr26高铬耐磨铸铁组织与硬度的影响

利用光学显微镜、洛氏硬度计等研究了不同淬火工艺对Cr26高铬耐磨铸铁组织与硬度的影响。结果表明:铸态Cr26高铬铸铁组织主要由初生奥氏体和碳化物组成。经980~1060 ℃不同温度淬火、空冷后,高铬铸铁组织中有大量二次碳化物析出。随着淬火温度的升高,析出的二次碳化物先增加后减少,试样硬度先升高后降低。1020 ℃淬火试样硬度达到峰值,为65.7 HRC。1020 ℃淬火高铬铸铁,经空淬、油淬和水淬不同方式冷却,随着冷却速度的增大,高铬铸铁组织中碳化物颗粒、碳化物比例逐渐增大,硬度逐渐增大,其中水淬高铬铸铁试样硬度最大,达到68.2 HRC。     

锰对高铬铸铁凝固过程和组织的影响

研究了锰对高铬铸铁凝固过程和组织的影响。结果表明：锰降低液相线温度和共晶温度、缩小凝固温度范围;锰降低奥氏体珠光体转变温度,增加碳和铬等元素在奥氏体中的饱和溶解度,从而大大增加奥氏体的生;随锰量的增加,高铬铸铁态组织中残余奥氏体量增加,铸态硬度相应下降;但锰对高铬铸铁中的碳化物没有明显的影响。     

锰硼抗磨白口铸铁组织及性能的试验研究

通过试验研究了锰硼抗磨白口铸铁的碳化物结构类型（M3C型）和锰含量及奥氏体化温度对其组织中残余奥氏体量的影响，试验结果表明：锰含量和奥氏体化温度提高，残余奥氏体量增加，材料硬度降低，冲击韧度提高。     

亚共晶高铬白口铸铁不抗磨的原因

亚共晶高铬白口铸铁显微组织中含有初晶奥氏体树枝晶，它得不到高硬度碳化物的良好保护。该合金试样的磨损面被磨料犁削的沟槽深而长。当热处理加热时，铸态初晶奥氏体含有过饱和的C和Cr，将以碳化物形式析出。为了平衡W（C）量和W（Cr）量，必须通过扩散析出碳化物。但在初晶奥氏体树枝晶中元素的扩散析出是很慢的，以致在通常实施的奥氏体保温时间内，远达不到平衡值，结果是初晶奥氏体具有低的Ms温度，使它含有较高的残余奥氏体。     

高炉衬板用Cr26高铬铸铁热处理工艺研究

利用正交试验法研究了淬火温度、保温时间和回火温度对Cr26高铬铸铁组织与力学性能的影响,并优化了热处理工艺参数.研究结果表明.随着淬火温度的提高,Cr26高铬铸铁淬火硬度随之增加;而延长淬火保温时间,淬火硬度则出现先升高后下降的趋势;三因素对Cr26高铬铸铁热处理后力学性能影响的大小顺序为:淬火温度、回火温度、淬火保温时间.最佳热处理工艺为1 000℃×2h,风冷+260℃×2h,空冷,对应Cr26高铬铸铁力学性能为:HRC 59.5,a_k=8.0J·cm~(-2),组织为马氏体+M_7C_3,碳化物+二次碳化物+残余奥氏体.     

超高铬铸铁的研究现状与前瞻

综述含铬量超过30％的高铬铸铁的组织、性能和应用情况,简述了超高铬铸铁的研究应用前景。亚共晶超高铬铸铁组织由M23C6型铬碳化物和具有铬的正电极电位的高铬铁素体组成,具有良好的抗腐蚀磨损性能。过共晶超高铬铸铁组织为硬度高的M7C3型铬碳化物和马氏体、残余奥氏体基体,具有优良的承受苛刻条件下低角度冲击腐蚀磨损与高温磨损性能。     

合金元素对高铬白口铸铁断裂韧性的影响

研究了镍、钼、钴、硅、铬和碳等元素对铸态Fe-Cr18％-C3.3％高铬白口铸铁断裂韧性的影响。研究结果表明,含碳量由2.97增至4.11％时,断裂韧性约降低30％,这是由于共晶碳化物中析出粗大的初生碳化物和奥氏体量有所变动所致;加入硅0.5和1.39％时断裂韧性值虽稍有增加,但硬度和奥氏体量的变化不大;加镍1～4.9％时,断裂韧性值随含镍量的提高而增大,含镍5％时的断裂韧性值比无镍时     

20Cr高铬铸铁离心铸造铸态组织

对20Cr高铬铸铁离心铸造后的铸态组织进行了观察。结果表明：在离心铸造条件下,20Cr高铬铸铁的铸态组织为马氏体＋M7C3型碳化物＋残余奥氏体＋M23C6型碳化物。上述组织的形式与实际冷却条件有关。     

减少低铬磨球的铬损失率的方法

铬是低铬铸铁磨球的重要合金元素,铬能形成合金碳化物(Fe,Cr)3C,提高硬度,增强耐磨性,同时还因改善碳化物的分布形态使磨球的冲击韧度与冲击疲劳抗力增加.对于低铬磨球含Cr量愈高愈好,但金属Cr价格昂贵,因此在生产中应尽可能降低铬的损失率,笔者在调查江西、湖南4家低铬钢球工厂,发现铬的成分波动原因如下.     

含钨量对铸态290Cr26MoW耐磨铸铁组织和硬度的影响

铸态合金耐磨铸铁适用于大型或复杂结构耐磨件。通过金相组织观察、X射线衍射相结构分析、图像分析仪定量金相测试和力学性能检测,研究了含钨量对铸态290Cr26MoW耐磨铸铁组织、结构和硬度的影响规律。结果表明,在含0～2.79%W的范围内,随着含W量的增加,铸态290Cr26MoW耐磨白口铸铁的初生基体数量减少,共晶团数量增加,共晶碳化物数量增加;铸态290Cr26MoW耐磨白口铸铁的碳化物结构类型没有改变,M7C3型碳化物为共晶碳化物;铸态290Cr26MoW耐磨白口铸铁基体的奥氏体比例增加,马氏体减少。马氏体多位于共晶团,即共晶碳化物周围。铸态290Cr26MoW耐磨白口铸铁的硬度由共晶碳化物数量和硬度以及基体中奥氏体和马氏体数量比共同决定。     

含V多元合金白口铸铁的试验研究与应用

加V可以细化高铬铸铁的奥氏体晶粒,形成M7C3型碳化物和硬度很高、以V为主的MC型碳化物.由于V促进碳化物析出,有可能在亚临界条件下获得马氏体组织,减少残余奥氏体量,因而可以使铸件不经高温热处理获得高耐磨性.用含V白口铸铁(质量分数为C 3.0%,Si 1.1%,Mn 1.1%,Cr 10.2%,V 8.9%,Mo 0.4%,Ni 0.5%,Cu 1.0%)浇注LPC-Ⅲ型破碎机锤头,经560℃、3 h亚临界热处理后进行使用试验,结果表明,其寿命为高Cr铸铁锤头的3倍.     

Cr25Mo2W3耐磨铸铁硬度和抗冲刷腐蚀性能

高铬钼钨耐磨铸铁以高硬度著称。通过金相组织观察、X射线衍射相结构分析、图像分析仪定量金相测试、电子探针微区成分分析、力学性能检测和盐水砂浆中的低角度冲刷腐蚀试验，研究了含碳量和含钼量对高铬钼钨耐磨铸铁组织、结构、硬度、冲击韧性和抗冲刷腐蚀性能的影响规律。结果表明，淬回火280Cr25Mo2W3铸铁是以马氏体和残余奥氏体为基体，以（Cr、Fe、W、Mo）7C3和（Fe、Cr、W、Mo）23C6为增强相的复合材料。在含碳量2．03％-2、79％的范围内，随着含碳量的增加，淬回火的Cr25Mo2W3耐磨铸铁的硬度逐渐提高，冲击韧度先升后降。随着含钼量的增加，280Cr25W3铸铁硬度提高，冲击韧度下降。M7C3和M23C6数量的增加以及MTC3显微硬度的提高，是提高铸铁硬度和降低韧性的主要原因。高硬度280Cr25Mo2W3耐磨铸铁的M7C3横剖面（择优生长方向的垂直面）硬度HV1645，纵剖面硬度HV1383，经淬回火热处理该铸铁的硬度达HRC65，具有优异的抗低角度冲刷腐蚀性能。     

钨对高铬铸铁耐磨性能影响的研究

利用摩擦磨损实验、XRD检测和微观组织分析研究了不同热处理工艺以及不同钨含量对高铬铸铁耐磨性能的影响。结果表明,钨在高铬铸铁中会形成碳化物,同时还能起到细化M₇C₃碳化物的作用,有利于高铬铸铁硬度和耐磨性能的提高。过量的钨会提高奥氏体向马氏体转变的起始温度,使基体中残余奥氏体量升高,造成高铬铸铁耐磨性下降。钨含量为0.8%,经(1 020℃×2 h,淬火,250℃×4 h,回火)热处理后,高铬铸铁具有最佳的耐磨性能,硬度达到61.4 HRC。