高铬铸铁在冶金企业的应用

1 前言高铬白口铸铁被认为是第三代铸铁耐磨材料。在其显微组织中三角晶系的硬度大于Hv1800的M_7C_3型碳化物被固定于马氏体或奥氏体基体,因此这种材料具有优异的耐磨性。目前高铬铸铁被广泛地应用于冶金行业,其推广使用具有一定的经济价值。 2 高铬铸铁的组织和性能高铬铸铁和普通白口铸铁或镍硬铸铁的主要区别在于它更坚硬并兼有较好的韧性,这是由于普通白口铁或镍硬铸铁的碳化物是Fe_3C或(Fe、Cr)_3C型这些碳化物的显微     

冲击对高铬铸铁和奥氏体不锈钢耐磨性的影响

通过落球冲击和滑动磨损试验探讨了站击对高铬铸铁和奥氏体不锈钢耐磨性的影响。结果表明：当基体同为马氏体时，金属型高铬铸铁的耐磨性在冲击前，后都比砂型高铬铸铁好，站击作用使金属型高铬铸铁的耐磨性略有降低而对砂型高铬铸铁的耐磨性影响较大；基体中含有３０．８％残余奥氏体对高铬铸铁的耐磨性有利，站击后残余奥氏体的形变和相变对高铬铸殊的耐磨性更有利；     

气体雾化快凝W9高速钢粉末的组织特征

研究了颗粒粒度不同的气体雾化W9Mo3Cr4V高速钢粉末的组织、形貌及结构.结果表明:粉末由铁素体和奥氏体基体和分布在周围的MC及M2C型碳化物组成,基体组织为等轴晶及树枝晶,碳化物在空间上呈连续网状或树枝状分布;粉末中相的含量与粉末粒度相关,随高速钢粉末粒度减小,组织中的铁素体和MC型碳化物含量增加,奥氏体和M2C型碳化物含量减少.     

钼含量对高铬铸铁堆焊层组织及耐磨性的影响

高铬铸铁堆焊层因其较高的耐磨性而广泛应用于各种大型工业设备的内部衬板,研究发现Mo系碳化物可为初生碳化物的生成提供形核点从而细化组织,但Mo元素除了提供形核点外是否对组织存在别的作用仍尚待研究。为了研究Mo含量对高铬铸铁堆焊层组织与性能的影响,设计了一种含Mo超高碳高铬堆焊耐磨板,利用XRD、SEM分析了Mo元素对堆焊层组织、相组成以及磨损后堆焊层表面和纵截面的影响,利用EDS分析了元素在各相中的分配情况,并进一步利用硬度和干砂磨料磨损试验,研究了Mo合金化对高铬高碳堆焊层硬度和耐磨性的影响。结果表明,Fe-Cr-Mo-C合金堆焊层组织主要由γ相、M₇C₃(M=Fe、Cr)组成。随着Mo含量的提高,堆焊层内初生碳化物含量降低,奥氏体含量增加,单个初生碳化物尺寸先减小后增大;初生碳化物硬度增加,堆焊层宏观硬度先增加后降低;磨损后初生碳化物截断裂纹减少,剥落逐渐减少,其中30Mo试样出现了共晶碳化物的剥落。加入0.13%Mo后磨损失重减少了13.6%,加入0.30%Mo后磨损失重增加了20.0%。这是因为Mo原子的加入会提高初生碳化物的硬度,但是...     

高铬白口铸铁低速重载条件下的干滑动摩擦磨损特性

研究了不同类型碳化物和不同基体组织的高铬白口铸铁在低速（滑动速度为0.4187～1.0467m/s），重载（接触应力为1～21MPa）条件下与淬火40Cr钢（硬度HRC51～53）配副的干滑动摩擦磨损特性，结果表明，在（Fe,Cr)7C3、（Fe,Cr）3C和（Fe,Cr）33C63种碳化物中，（Fe,Cr）7C3有利于提高高铬白口铸铁的耐磨性，（Fe,Cr）3C有利于降低摩擦系数，共析组织，奥氏体和马氏体3种基体相比，共析组织基体使合金具有较高的摩擦系数，而奥氏体基体合金的耐磨性最好，存在一个临界摩擦应力，当摩擦应力大于此值时，磨损率急剧上升。     

新型抗磨材料——高铬铸铁及其应用

摘自《机械工程材料》1984年第2期,羊秋林的文章: 本文是一篇综述文章,作者就高铬铸铁的成分、特性及其影响因素,以及它在冶金、机械设备上的应用进行了概述。高铬铸铁成分为了获得良好性能,满足使用要求,作者认为关键是控制马氏体或奥氏体(或混合组织)基体组织及铬的特殊碳化物。为此,应控制C和Cr含最,当Cr<12％或>30％将对抗磨性都不利,C量过高达到过共晶成分时对抗磨性也不利,此外,Cr、C含量对奥氏体的稳定性具有决定性作用,适当地控制C/Cr比,可作为奥氏体的稳     

高铬铸铁中铬的状态分析

高铬铸铁是一种优良的耐磨材料,是含铬量15%～30%,含碳量1.5%～3.0%,并含少量合金元素的白口铸铁,其组织为碳化物、奥氏体及其转变产物。其中碳化物是该材料的主要耐磨相,它的数量、形貌、分布以及相组成,很大程度上影响材料的硬度和韧性,直接影响使用效果。铬是该材料中主要碳化物形成元素,进行铬的状态分析是弄     

高铬白口铸铁的结构研究

用扫描电镜、X—射线衍射分析仪及光学显微镜对5种亚共晶成份高铬白口铸铁的铸态结构进行了研究。结果表明,高铬白口铸铁中的碳化物组成及形态依赖于Cr/C值而变化,晶界处存在Cr,Si元素偏析。     

预置硅铁对高铬堆焊合金组织及耐磨性的影响

共晶碳化物形态影响高铬合金的致脆性。采用药芯焊丝自保护明弧焊方法熔化预置粉末形成高铬堆焊合金,借助金相显微镜、X射线衍射仪及扫描电子显微镜等手段,考察了预置硅铁含量对其组织和耐磨性的影响。结果表明,随着预置硅铁增加,合金初生M7C3相(M代表Fe、Cr、Mn等金属元素)由板条状转变为六方块状弥散分布,其四周共晶碳化物形态由片状转变为颗粒状,显著不同于常规层片状共晶。焊道预置药芯焊丝熔敷金属质量40%~60%的合金粉末,在焊接热输入总量不变的条件下,不仅可使单位熔敷金属的热输入量减小28%~38%,降低焊缝残余热应力,而且使熔敷效率提高36%~55%,并改善了共晶碳化物形态。合金磨损失重随预置硅铁增加而梯次减小,耐磨性提高了40%;该合金磨损机制包括磨粒的显微切削和显微剥落2种,其显微剥落量因共晶碳化物形态改善而持续减小。     

高钒铸铁的组织、机械性能和耐磨性

制备了1．38％C-4．16％C和5．25％V～15．50％V的系列合金,X射线衍射检测表明,合金存在3种相,即铁素体,合金渗碳体和VC。碳化物。检测了共晶结构（共晶线）下C与V含量之间的关系,以及S。的共晶溶解度,除共晶结构外,高V铸铁基体组成如下：合金铁素体,粒状珠光体和层状珠光体,也有合金渗碳体＋粒状珠光体,粒状珠光体＋层状珠光体的混合组织,结果表明,从铁素体基体到粒状珠光体再到层状珠光体基体,硬度HB,抗拉强度Rm,屈服强度R0.2都增大,而伸长率如下降。磨损试验用2种方式,“试样一砂纸磨损”试验（P1）,“试样一对比试样磨损”试验（P2）。P1试验得出的结果为,（a）铁素体基体合金的硬度最低（182—189HB）,耐磨性最低（S=3．14～3．93mg／m）,（b）珠光体基体硬度范围为387—416HB,耐磨性与高锰钢相当（约S=2mg／m）,（C）层状珠光体＋粒状珠光体基体,硬度在322—401HB,有最高的耐磨性,S=0．24—0．62mg／m。总的来说,试验P2表现的耐磨性比P1高。     

高综合性能亚共晶高铬铸铁的烧结制备

以气雾化粉末为原料，采用液相烧结(LPS)制备亚共晶高铬铸铁(HCCIs)，系统研究烧结工艺参数对致密化行为、显微组织演变和力学性能的影响规律。研究结果表明，采用LPS可以获得相对致密度达99%以上的制品，但合适的烧结温度范围很窄；XRD分析表明烧结亚共晶高铬铸铁由M7C3型碳化物、马氏体和奥氏体构成；金相分析显示烧结样晶粒细小，碳化物为一次晶杆状，且分布均匀。随烧结温度升高和保温时间延长，晶粒和碳化物均逐步粗化，其中温度的影响更加显著；而强度和冲击韧性则呈现先升高后降低的变化规律。优化的烧结工艺下高铬铸铁的力学性能为：硬度HRC65，抗弯强度1199 MPa，冲击韧性4.6 J/cm2。并提出了一个烧结高铬铸铁中碳化物形态演变的生长模型。     

高锰钢表面激光熔覆Fe-WC复合涂层的组织与性能

采用激光熔覆技术在高锰钢基体上制备了不同WC含量的Fe-WC复合熔覆层,研究了WC添加量对熔覆层组织和性能的影响.试验结果表明,不同WC含量的Fe-WC熔覆层均含有马氏体、M7C3碳化物和未熔WC颗粒,当加入20wt.％的WC时,熔覆层中出现了残余奥氏体,共晶碳化物呈鱼骨状沿晶界析出.Fe-WC熔覆层的硬度和耐磨性随着...     

低合金白口铸铁共晶碳化物团球化工艺的研究

低合金白口铸铁是一种耐磨性能优良的铸铁材料,但其组织中共晶碳化物呈连续网状分布,削弱了基体的连续性,导致铸铁脆性过大。我们探讨了复合变质处理和热变形处理对共晶碳化物团球化的影响,同时还研究了共晶碳化物团球化对低合金白口铸铁机械性能和耐磨性的影响,结果表明,共晶碳化物团球化有利于白口铸铁韧性和耐磨性的大幅度提高。     

高铬铸铁中不同初生相在不同凹槽半径过流冷却体中的形貌演变

采用过流冷却体法制备高铬铸铁半固态浆料,研究高铬铸铁中不同初生相在不同凹槽半径过流冷却体中的形貌演变。结果表明:采用过流冷却体法细化高铬铸铁半固态浆料组织是行之有效的方法。呈树枝状长大的初生奥氏体的细化在凹槽半径较小的冷却体中以熔断为主,在凹槽半径较大的冷却体中以扭折为主。呈杆状长大的初生M7C3型碳化物在冷却体中的细化以破碎、折断、劈裂为主,在凹槽半径较小的冷却体中较凹槽半径较大的冷却体中易形成包裹层较厚的杆状碳化物,且较难被破碎和折断。     

90Cr6MoRE耐磨铸钢的研究

本文研究了中铬钢的化学成、分淬火温度、回火温度、显微组织、相结构与力学性能和耐磨性的关系。结果得出,中铬钢在同一热处理条件下,随碳含量的提高耐磨性随之提高,对同一碳含量大,随淬少温度的提高耐磨性亦随之提高。90Cr-6MoRE钢在磨损试验条件下,耐磨性接近于高铬钢或高铬铸铁,明显地高于高锰钢和低合金钢。90Cr6MoRE钢的碳化物为M_7C_3型加少量M_3C型。90Cr6MoRE钢衬板装机试验寿命比同机高锰钢衬板提高1倍以上。     

新型烧结高铬铸铁的冲击磨粒磨损性能

本文对比研究了烧结、铸造亚共晶高铬铸铁和TM52钢结硬质合金在不同冲击功条件下的抗冲击磨粒磨损性能,利用扫描电子显微镜(SEM)观察分析磨损表面磨损形式及亚表层的微裂纹发展,开展磨损机制的分析探讨。结果表明,采用液相烧结技术制备的高铬铸铁具有优异的抗冲击磨粒磨损性能。烧结高铬铸铁在中、低冲击功条件下耐磨性能均明显优于TM52(4~10倍),在中、高冲击功工况下的耐磨性能相比铸造高铬铸铁提高10倍以上。烧结高铬铸铁的磨损机制主要是显微切削,当冲击功高时还会发生疲劳剥落磨损和脆性碎裂。烧结高铬铸铁中的短杆状M_7C_3型碳化物对金属基体的割裂和应力集中较小,而马氏体为主的基体具有高强韧性,能够有力地支撑和保持其中的碳化物均匀分散,阻滞微裂纹的萌生和扩展。     

高铬铸铁轧辊的研制

新日铁(NSC)自1971年制造和供应带钢热轧机高铬铸铁轧辊以来,在材质和制造方法方面文作了进一步的改进,这种轧辊现已应用到各种类型韵轧机上(包括带钢热轧机精轧前段机架工作辊)。其特点概括如下。一、高铬铸铁轧辊的特点 1.碳化物和硬度高铬铸铁轧辊的化学成分是:C,2.5～3.5％;Cr,10～25％;Mn、Ni、Mo、V则是作为合金元素加入的。其Fe-C-Cr基的室温显微组织见图1;碳化物硬度见图2。高铬铸铁轧辊所含碳化物为M_2C_3型,较之一般阿达迈特铬镍耐磨铸铁轧辊和无限冷硬轧辊的M_3C型碳化物要硬得多,轧辊的硬度下降也较慢,高温时亦是如此(图3)。因而,     

轧钢轧辊中的溶质浓度与碳化物形成

选择碳化物及其形成可控制轧钢轧辊的质量和服役寿命，因此，研究了高速钢型铸铁和M硬铸铁凝固过程中石墨和碳化物的形成和显微偏析，高速钢型铸铁的结晶过程顺序为初生奥氏体（γ），γ＋MC和γ＋M2C共晶。另一方面，在Ni硬铸铁中，无论含强碳化物形成元素，如Cr，通过控制Ni和si的成分，在形成初生γ和γ＋M3C共晶后，结晶出共晶石墨片，当γ＋碳化物共晶生长时，根据残余液体和共晶体之间的分配系数，溶质元素在共晶体的残余液体中或富集或贫乏。可对两种铸铁用Scheil—Guhirer公式和计算的相图来评价凝固过程中碳化物形成元素成分的变化，利用这些参数预计石墨形成倾向性及熔融Ni冷硬铸铁中C的溶解彦极限。     

明弧堆焊合金的内嵌M23C6型碳化物及耐磨性

采用金属粉型药芯焊丝自保护明弧焊方法制备含有11%~13%Cr、1.6%~4.7%C、0.4%~0.5%Si、1.3%~1.5%B(质量分数)的耐磨合金。采用光学显微镜、X射线衍射仪和扫描电镜研究其相组成及组织形态。结果表明,随碳含量增加,胞状α-Fe基体逐渐消失,共晶数量减少,出现了规则排列的团状硬质相,尺寸逐渐增大,背散射电子分析显示该团状组织为双相复合组织,其内部为显微硬度1 300~1 748 HV1.0的内嵌式六边形M23C6,而外部则为1 000 HV1.0以上的M6C型碳化物;堆焊合金硬度先从58.8 HRC升高到63.6 HRC,然后下降至60.6 HRC,耐磨性先持续增加再稍有下降。此外,采用湿砂磨粒磨损试验结果表明该明弧堆焊合金耐磨性优良,表面磨损形貌分析表明显微切削为其主要磨损机理。     

RE复合变质处理对高铬合金铸铁组织及性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜和力学性能检测设备等研究了RE复合变质处理对高铬合金铸铁显微组织和力学性能的影响。试验结果表明,变质处理可以细化基体组织,消除柱状树枝晶,改善碳化物形态和分布,使碳化物棱角得到钝化,碳化物更加细小,从而使高铬合金铸铁力学性能得到提高,与未变质高铬合金铸铁相比,变质高铬合金铸铁的硬度和冲击韧度分别提高了1.74%和27.27%,达到了HRC64.0和4.2 J/cm2。