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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

热处理对高铬铸铁组织和性能的影响

以含钛过共晶高铬铸铁为研究对象,分析不同热处理温度下其显微硬度、宏观硬度和冲击韧度的变化规律。结果表明,随着热处理温度的升高,含钛过共晶高铬铸铁显微硬度和宏观硬度均呈现先增加后降低的趋势,热处理温度为1 000℃时出现峰值。另外,和未经热处理的过共晶高铬铸铁相比,含钛过共晶高铬铸铁具有更高的冲击韧度。     

热处理对高铬铸铁组织和性能的影响

以含钛过共晶高铬铸铁为研究对象,分析不同热处理温度下其显微硬度、宏观硬度和冲击韧度的变化规律。结果表明,随着热处理温度的升高,含钛过共晶高铬铸铁显微硬度和宏观硬度均呈现先增加后降低的趋势,热处理温度为1 000℃时出现峰值。另外,和未经热处理的过共晶高铬铸铁相比,含钛过共晶高铬铸铁具有更高的冲击韧度。     

热处理工艺对高铬铸铁Cr20力学性能的影响

采用消失模熔铸法试制了亚共晶高铬铸铁Cr20,研究了淬火与回火加热温度和保温时间对其力学性能的影响。结果表明,高铬铸铁Cr20的淬火加热温度在1000～1050 ℃之间时,硬度较高,而且在1050 ℃时其冲击性能达到最高值。回火温度在300 ℃时出现一个拐点,其冲击性能出现较明显下降,而其硬度降低较小。在热处理试验工艺下,高铬铸铁的力学性能对热处理时的保温时间不敏感。高铬铸铁Cr20较佳的热处理工艺为1050 ℃´0.5 h淬火+300 ℃´2 h回火。     

不同倾斜板凹槽半径条件下的亚共晶高铬铸铁组织

采用自制的倾斜板制备了亚共晶高铬铸铁半固态浆料,通过观察倾斜板凹槽半径为100 mm和400 mm两种条件下形成的先共晶奥氏体的形貌,就倾斜板凹槽半径对先共晶奥氏体的影响进行了初步探讨.结果表明,凹槽半径为400 mm与凹槽半径为100 mm时相比,先共晶奥氏体颗粒的平均形状系数增加,圆整度明显提高,平均等效直径减小,固相率略有增加,获得了具有非枝晶奥氏体的亚共晶高铬铸铁.     

半固态亚共晶高铬铸铁重熔时先共晶相的演变

对倾斜板法制备的亚共晶高铬铸铁半固态坯料在1 300 ℃进行加热保温,借助Leica图像分析仪对保温过程中先共晶奥氏体的演变规律进行了研究.结果表明,晶粒球化和合并长大为保温过程中奥氏体形态演变的主要形式,两者交替发生,球化和合并长大所需的时间随着保温过程的进行而延长.同时,合并长大而恶化也随着保温过程的进行而越发显著.保温15.0 min时,晶粒形状系数为0.86,平均等效直径为78.8 μm;保温60.0 min时,晶粒形状系数为0.70,平均等效直径为104.1 μm.     

热处理工艺对Cr26型高铬铸铁组织与性能的影响

研究了不同淬火工艺下Cr26型高铬铸铁显微组织变化对力学性能的影响规律。结果表明,材料的宏观硬度与基体显微硬度呈线性变化规律;随脱稳处理温度提高,材料硬度先增加后减小,冲击韧性无明显变化,基体中二次碳化物和马氏体数量不断减少,而初生碳化物和共晶碳化物基本保持不变。除二次碳化物和马氏体数量外,不同热处理温度下获得的马氏体含碳量是影响高铬铸铁硬度变化的关键因素。     

热处理对ZCPC-BTMCr20高铬铸铁微观组织和硬度的影响

某厂生产的破碎矿石用锤头,其服役寿命较低,仅20 h左右就因为磨损严重而失效.研究了不同热处理工艺对其组织硬度的影响.结果表明:锤头试样成分接近ZCPC-BTMCr20高铬铸铁,基体为较软的珠光体组织,宏观洛氏硬度仅为41.1 HRC,达不到相关标准要求.经960、985、1010℃加热保温,通过控制冷却速度可以得到马...     

高铬铸铁叶片的热处理工艺

对挖泥船泥浆泵叶片用高铬铸铁的热处理工艺进行研究。结果表明,在奥氏体化温度分别为800、900、1000和1100℃下保温3 h 后空冷,高铬铸铁硬度随奥氏体化温度的升高先上升后下降,在1000℃淬火时的硬度最高;在1000℃分别保温1、2、3和4 h后空冷,发现保温2 h铸铁的硬度达到峰值;对1000℃×2 h空冷的铸铁试样分别在250℃和450℃回火2 h,发现回火硬度均有小幅提高,但250℃回火的试样冲击性能显著提升,冲击吸收能量达到4．13 J。该叶片材料的最佳热处理工艺为1000℃×2 h空冷淬火＋250℃×2 h回火,用该工艺热外理叶片可获得弥散分布的M7 C3型碳化物＋二次碳化物＋回火马氏体基体及少量残留奥氏体组织,抗泥沙磨损能力提高了34．41％。     

热处理工艺对离心铸造高铬铸铁轧辊组织及硬度的影响

采用了光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、洛氏硬度计等仪器,研究了离心铸造高铬铸铁轧辊铸态及淬火与回火后的显微组织结构、碳化物和硬度等。结果表明:高铬铸铁轧铸态组织主要是由奥氏体+少量马氏体+(Cr,Fe)₇C₃碳化物组成,碳化物呈粗大板条状或块状,不同温度热处理后,得到回火马氏体+(Cr,Fe)₇C₃+Cr₇C₃碳化物的组织,组织中粗大板条状碳化物消失,得到细小块状或椭圆状碳化物。该高铬铸铁轧辊铸态硬度为56.0HRC左右,在950℃淬火及400℃回火处理后硬度增加到了约65.5HRC。     

热处理对含钨过共晶高铬铸铁组织与性能影响

试验利用金相、EDS面扫描、力学性能测试等方法,对不同淬火及回火温度对含钨高铬铸铁组织与性能进行了研究。试验结果表明,淬火温度升高使试样基体中共晶碳化物减少,二次碳化物增多,淬火温度在1000 ℃时,试样综合性能较好;回火温度升高,试样基体马氏体细化,二次碳化物增多粗化,当回火温度为360 ℃时,试样综合性能较好。     

Enhancement of wear resistance and impact toughness of as cast hypoeutectic high chromium cast iron using niobium

The effect of niobium additions on the as-cast microstructure of a hypoeutectic high-Cr cast iron containing 2.2 wt.% C and 16.5 wt.% Cr was investigated. With increasing niobium content, the eutectic M₇C₃ carbides were refined and became less elongated as well as its volume fraction was decreased gradually. The first precipitated NbC particles could be act as heterogeneous substrate of proeutectic austenite and a barrier to M₇C₃ grain growth. The morphology of NbC carbides changed with increasing niobium content. Such NbC particles were increased with increasing Nb content and subsequently contributed to increased hardness. Optimum toughness was obtained for the irons alloyed with 2.14% Nb. The effects of applied load and Nb-additions on wear resistance of high chromium cast iron have been studied. The results showed that wear resistance increases with increasing Nb addition. Furthermore, the effectiveness of the NbC particles on the weight loss was more evident at higher loads.     

等温淬火对高铬铸铁组织及性能的影响

研究了等温淬火工艺参数对高铬铸铁组织及性能的影响。结果表明,经950 ℃×2 h+280 ℃×2.5 h等温淬火后,高铬铸铁的基体组织为马氏体+下贝氏体+残留奥氏体,其硬度、冲击韧度及耐磨性均得到提升,与铸态相比,整体硬度提高约30%,冲击韧度提高约20%,耐磨性提高约41%,高铬铸铁实现了强度与韧性的良好配合。     

钨含量对高铬铸铁共晶组织及力学性能的影响

通过扫描电镜观察、Leica图像分析以及力学性能检测,探讨了钨含量从(0～4.11)wt%变化对高铬铸铁(27Cr)铸态共晶凝固组织和力学性能的影响。结果表明,当W含量在(0～2.92)wt%之间,随着W的增加,凝固组织共晶团尺寸逐渐减小,试样的冲击韧性随之改善,W在2.92wt%时共晶团尺寸最小,且碳化物分布均匀,对应的冲击韧度值为11 J.cm-2;当W含量从2.92wt%提高到4.11wt%时,共晶团尺寸增大,冲击韧度值由11 J.cm-2降低到9 J.cm-2。     

Microstructure and wear resistance of highchromium cast iron containing niobium

In the paper, the effect of niobium addition on the microstructure, mechanical properties and wear resistance of high chromium cast iron has been studied. The results show that the microstructure of the heattreated alloys is composed of M7C3 and M23C6 types primary carbide, eutectic carbide, secondary carbide and a matrix of martensite and retained austenite. NbC particles appear both inside and on the edge of the primary carbides. The hardness of the studied alloys maintains around 66 HRC, not significantly affected by the Nb content within the selected range of 0.48%-0.74%. The impact toughness of the alloys increases with increasing niobium content. The wear resistance of the specimens presents little variation in spite of the increase of Nb content under a light load of 40 N. However, when heavier loads of 70 and 100 N are applied, the wear resistance increases with increasing Nb content.