碳化物对高铬铸铁性能影响的分形理论讨论

通过大量的实验数据分析,研究了钒铁变质处理对高铬铸铁性能的影响,以及不同钒含量时碳化物形态、数量对高铬铸铁硬度、冲击韧度和耐磨性的影响.同时应用变形理论解释了碳化物的形态、大小、数量的变化对高铬铸铁力学性能的影响.     

高铬铸铁初生碳化物生长的研究进展

高铬铸铁中的碳化物是抗磨骨架,碳化物的形貌、分布、数量将影响材料的力学性能。本文在总结国内外对高铬铸铁碳化物晶体结构及生长方式研究进展的基础上,对高铬铸铁中碳化物的进一步研究方向提出了新的看法。     

高铬白口铸铁的高温性能

在保持碳化物数量基本不变、通过改受Ｃｒ／Ｃ比未获得不同碳化物组成及形态的条件下，测试了四种亚共晶高铬白口铸铁的高温性能。结果表明，碳化物的组成与形态对高铬白口铸铁的高温性能有较大影响，高铬白口铸铁的高温抗拉强度、高温冲击功存在一热塑性温度转变区．关键词：     

改善高铬铸铁力学性能的研究方法

综述了高铬铸铁的基体组织和碳化物，介绍了近年来国内外研究学者最常用的提高高铬铸铁力学性能的方法：热处理和合金化。发现高铬铸铁的高磨损性能及其他力学性能主要取决于共晶碳化物的数量、类型及基体组织。可通过热处理、合金化等方法，在高铬铸铁凝固过程中改变高铬铸铁的基体结构、改善碳化物的形貌、控制碳化物的生长等方面对高铬铸铁的性能进行优化。最后，对未来的研究方向提出了展望。     

耐磨高铬铸铁变质剂的研究

研究了在未预处理和预处理两种情况下,自制复合多元变质剂对耐磨高铬铸铁组织和力学性能的影响.结果表明:变质剂对未预处理的高铬铸铁的组织和力学性能影响不明显,对高铬铸铁碳化物形态有明显的改善;经过变质处理后,碳化物大部分为近似球状(六角形).变质剂对经过预处理的高铬铸铁的组织和力学性能有不同程度的提高,晶粒细化明显,碳化物...     

孕育处理对高铬白口铸铁中碳化物形态的影响

对高铬白口铸铁进行了孕育处理,探讨了高铬白口铸铁组织中碳化物形态的变化特征。研究结果表明：通过孕育处理,高铬白口铸铁中的一次碳化物形貌有明显改善,碳化物形貌为棒状,组织得到明显细化,表明该处理方法对高铬白口铸铁组织具有一定程度的改性作用。     

高铬铸铁中碳化物相抗磨作用的“尺寸效应”

在以显微切削为主要机制的二体磨制磨损系统中，研究了不同铸型条件下碳化物尺寸的变化对高铬铸铁耐磨性的影响。结果表明，高铬铸铁中碳化物相的抗磨作用具有“尺寸效应”，即在碳化物数量一定时，过小的碳化物尺寸将影响碳化物相抗磨作用的发挥，大幅度地降低高铬铸铁的耐磨性。     

基于振动条件下高铬铸铁组织和性能的变化

高铬铸铁在凝固过程中，易形成粗大的初生碳化物，降低了材料的冲击韧性。通过在高铬铸铁凝固过程中外加机械振动处理，探究了振动工艺参数对碳化物形态、冲击韧性及耐磨性能的影响。采用光学显微镜和扫描电镜观察高铬铸铁显微组织的变化；利用X射线衍射和电子探针分析了物相组成。结果表明：与未经过振动处理的高铬铸铁相比，振动处理的高铬铸铁中M₇C₃型碳化物得到了细化，其冲击韧性较未处理高铬铸铁提高了16.36%；耐磨性提高了2.9倍。     

3C-15Cr-0.75Si系高铬铸铁锰合金化规律的热力学分析

基于Thermo-Calc软件的热力学平衡相计算,研究了高铬铸铁中锰的合金化规律及其对组织的影响.结果表明,锰虽然对高铬铸铁中的各相数量影响不大,但一定数量的锰存在促使合金元素在奥氏体和碳化物两相中的重新分配,并降低平衡相的转变温度;在平衡条件下3C-15Cr-4Mn-0.75Si系高铬铸铁中莱氏体数量约占87%,而非平衡条件下M7C3型碳化物数量在23%～32%之间,且奥氏体中锰铬互替现象保证了奥氏体的稳定性和加锰高铬铸铁的淬透性.Thermo-Calc软件计算预测结果与现有试验数据基本相符.     

高铬白口铸铁的热物理性能

测试并分析了高铬白口铸铁在20～1000℃条件下的热物理性能,结果表明:高铬白口铸铁的热物理性能受其碳化物组成与形态、Cr/C比的影响较大。     

钒钛硼变质高铬铸铁的研究

采用V、Ti、B变质处理26Cr高铬铸铁,研究了细化晶粒,改善共晶碳化物形貌与分布,以及获得高含铬量马氏体基体的热处理方法。该方法显著提高了26Cr高铬铸铁的抗冲击和抗腐蚀磨损能力。     

OXIDATION BEHAVIOUR OF HIGH Cr CAST IRON

The oxidation behaviour of high Cr Cast iron was investigated at 950 and 800℃ in termsof Cr content in matrix and the amount of carbide.The morphology and types of oxidefilms and the microstructure of subsurface were also examined.The main conclusionsare:1)The original chromium content in the matrix determines the type of oxide filmand it is an important factor for the oxidation resistance of high chromium cast iron;2)The oxidation resistance improves with increasing carbide content at 950℃ because ofthe decomposition of the carbide,while the decompsition of the carbide do not take placeat 800℃ so the oxidation resisteance do not improve with increasing carbide volume.     

钒和铜对高合金白口铸铁铸态组织及性能的影响

针对磨钼矿用磨球的湿式磨损工矿条件,通过对高合金白口铸铁进行成分设计、材料制备以及相应的性能测试和组织观察,分析了不同配比的Cu和V对高合金白口铸铁铸态组织及性能的影响.研究结果表明,不同的Cu和V含量对高合金白口铸铁碳化物的形态和分布影响不同.含量为1.0%的Cu和V的该合金（12.0%Cr）,其碳化物呈现短杆状、块状,均匀弥散分布于基体中,材料的硬度、冲击韧度和耐腐蚀磨损性能得到有效提高,相对耐磨性比不含Cu、V的普通高铬铸铁（18.0%Cr）约提高了15%.     

高Cr铸铁高温耐磨性能研究

对比分析了所研制的高Cr铸铁风帽与耐热钢(ZG40Cr24Ni9Si2NRE)风帽的高温耐磨性能。高Cr铸铁的碳化物为黑色细条杆状并且呈点状分布,有利于高温耐磨性能的提高;而现用的耐热钢w(C)量低,合金碳化物少,不利于高温耐磨性。对比试验、理论分析和生产验证,所研制的高Cr铸铁风帽在生产成本和使用寿命方面均优于厂家现用的耐热钢风帽。     

15Cr系高铬铸铁组织特征的热力学分析

利用Thermo-Calc软件对不同铬碳比的15Cr系高铬铸铁凝固过程、平衡相数量及其组成进行了查证和计算,在此基础上揭示了该类铸铁的组织特点及其影响因素.结果表明,15Cr系高铬铸铁的铸造工艺性能和平衡相数量及其组成均可通过铬碳比这一指标进行调节,而影响其二次碳化物析出和共析转变过程的主要因素是冷却条件;铬碳比的选择应根据高铬铸铁的服役条件而定.Thermo-Calc软件预测结果与实际情况基本上相符,结论可用于指导该类产品的研究与开发.     

碳化铬/Ni3Al复合堆焊层组织及摩擦磨损分析

采用光学显微镜、扫描电镜、电子探针及X射线衍射分析钨极氩弧堆焊碳化铬增强Ni3Al基复合堆焊层的组织结构,并采用销盘式干摩擦磨损试验机对堆焊层与活塞环用蠕墨铸铁材料的干摩擦磨损性能进行试验比较.结果表明,复合堆焊层内形成Ni3Al金属间化合物基体,其中弥散分布有大量细小的块状和条状碳化物硬质相Cr3C2和Cr7C3;焊接时焊丝中Cr3C2颗粒溶解析出,重新析出的碳化铬颗粒中包含Fe和Ni元素,碳化铬颗粒与Ni3Al基体形成良好的冶金结合;弥散分布的碳化铬颗粒和Ni3Al基体固溶强化的Cr元素决定了堆焊层具有较高的硬度.室温条件下,复合堆焊层具有优异的耐干摩擦磨损性能,其摩擦系数为0.23,远低于活塞环蠕墨铸铁的0.39;磨损率仅为蠕墨铸铁材料的43%.     

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。     

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。     

合金白口铸铁的热疲劳行为与碳化物的作用

利用自制的自约束型热疲劳试验机、光学显微镜及电子扫描显微镜研究了碳化物类型不同的４种合金白口铸铁的热疲劳行为。结果表明：具有Ｍ７Ｃ３型碳化物的１８Ｃｒ２Ｗ及１５Ｃｒ３Ｍｏ合金铸铁的热疲劳抗力最高，而具有Ｍ６Ｃ型碳化物的２５Ｗ４Ｃｒ及具有Ｍ３Ｃ型碳化物的３Ｃｒ合金铸铁的热疲劳抗力均较低；碳化物是热疲劳裂纹扩展的主要通道，热疲劳裂纹长大通过主裂纹与其前沿碳化物中形成的微裂纹之间“桥接”方式进行，热疲劳断口主要为解理断口。     

含钨量对淬回火290Cr26MoW耐磨铸铁组织和力学性能的影响

高碳量高铬钼钨耐磨铸铁是一类新的耐磨材料。通过金相显微镜和扫描电镜(SEM)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,研究了含钨量对淬回火290Cr26MoW耐磨铸铁组织、结构、硬度和冲击韧性的影响。结果表明,在含W为0～2.79%时,随着含W量的增加,淬回火态290Cr26MoW耐磨白口铸铁的二次碳化物结构类型没有改变,二次碳化物为M23C6型结构,二次碳化物数量增加,淬回火态290Cr26MoW耐磨白口铸铁的硬度提高。高硬度高铬钼钨耐磨铸铁硬度61.3～63.2HRC,冲击韧度3～4J/cm2,综合力学性能较好。290Cr26MoW2.79铸铁的硬度超过63HRC,可用于冲刷磨损(磨蚀)等严酷磨损工况。