高铬铸铁初生碳化物细化的中外研究进展

从合金化、变质处理、过流冷却三个方面对高铬铸铁中初生碳化物细化的国内外最新研究成果进行了分析研究,并且进一步提出了在研究过程中的不足和未来研究中有待研究的问题,同时展望了未来高铬铸铁中初生碳化物细化的研究发展前景.     

高铬白口铸铁初生碳化物细化的研究进展

介绍了高铬铸铁初生碳化物细化的研究进展，综述了初生碳化物的结构、生长模式以及细化方法。稀土、K、Na、Zn、Mg、V、Ti、B等元素对初生碳化物有良好的细化作用，悬浮铸造和合金化也是细化初生碳化物的有效途径。     

Al-Mg和V-Ti对高铬铸铁初生碳化物变质机理的影响

采用Al-Mg、V-Ti和Al-Mg+V-Ti对3.81wt%C-15wt%Cr铸铁进行变质处理,研究不同变质剂对高铬铸铁初生碳化物的变质机理。结果表明,Al-Mg变质的机理主要表现为脱氧脱硫净化铁液,增加形核的过冷度。低密度的脱氧和脱硫产物在上浮过程中扰乱了液态原子排列,把碳化物形核温度推向了更低的温度,但Al-Mg对初生碳化物的变质作用有限,碳化物仍然呈板状且尖角突出,碳化物尺寸稍有减小。经V-Ti变质处理后,高铬铸铁初生碳化物呈多边形状或条状,形貌和尺寸明显改善。其变质机理主要为V、Ti加入后增加了碳化物的异质形核核心,细化了碳化物。Al-Mg+V-Ti对高铬铸铁的变质效果最好,初生碳化物为细小的六边形,分布较为均匀,主要是Al-Mg净化铁液和V-Ti增加形核率共同作用的结果。     

高铬铸铁碳化物形貌的研究

研究了含铅9％～11％、含碳2．6％～3．6％的铸铁,并用稀土硅铁合金进行孕育,研究发现含碳量变化时析出的碳化物形貌不同,并用能谱分析了碳化物内的含铅量,发现碳化物内的含铬量达20％～50％。     

合金化元素对高铬铸铁中碳化物的影响研究进展

综述了高铬铸铁中合金化元素的种类及其对高铬铸铁各方面性能的影响,并对高铬铸铁中合金化元素的研究方向进行了展望。     

高铬铸铁中铌碳化物的辨认

介绍了用背散射象法、彩色金相法和扫描电镜分析区别铬碳化物和铌碳化物。     

高铬白口铸铁的团球状碳化物

球磨机中衬板,磨球,风扇磨打击板等是冶金、建材、电力等行业中使用量很大的易磨損件。它既需要优越的耐磨性,又要求良好的冲击韧性,但现有的抗磨材料,上述两个性能很难同时满足。15—3高铬白口铸铁的冲击值     

脉冲电流作用下高铬铸铁中碳化物形貌变化

借助金相显微镜、SEM、XRD、EDS对凝固过程中的30 mm×150 mm过共晶高铬铸铁试样通以电流强度为2000 A、频率为20 Hz的脉冲电流,对碳化物的形态、尺寸和种类进行分析研究。结果表明,脉冲电流作用下,高铬铸铁中碳化物尺寸显著减小,一部分杆状初生碳化物完全分解小片状,一部分初生碳化物局部溶解成2～3μm细小球状和絮状碳化物。剩余液相共晶反应获得的共晶团较常规铸态时的更加细密。脉冲电流作用下铸铁中碳化物不再为单一的M7C3型,同时出现了MC型、M7C0.45型、M23C6型等新类型的碳化物。     

高铬铸铁里的碳化物形貌对力学性能的影响

高铬铸铁里的碳化物形貌直接决定了其力学性能的好坏。本文通过研究不同成分、不同热处理工艺的高铬铸铁的组织与硬度、冲击韧度和耐磨性能的关系，解释了高铬铸铁不同的碳化物分布产生不同的力学性能的现象机理；并指出，Cr／C为4～8时能得到呈不连续的块状、棒状分布的M7C3,合金组织和性能较好；高铬铸铁在1000℃×3h淬火＋350℃×3h回火的热处理工艺下，可以获得理想的组织，块状、曲面板条状碳化物不连续的分布在硬度和韧性都能较好的回火马氏体基体上，合金的整体力学性能优异。     

氮对高铬铸铁组织及碳化物形貌的影响

加入氮元素可改善高铬铸铁的力学性能。为了解氮对高铬铸铁的影响机制,通过Factsage和Imagepro plus对加氮的高铬铸铁进行相图模拟和碳化物形貌分析。研究发现,加氮后高铬铸件的冲击韧度和硬度都会受到影响。当加入质量分数0．07％的氮,冲击韧度达到6．4J／cm2;加氮量为O．4％时,硬度达到64．5HRC。     

碳化物对高铬铸铁高应力磨料磨损的影响

对不同载荷作用下的高铬铸铁在耐磨实验机上进行了磨料磨损试验;对在不同的碳化物时基体的保护作用与碳化物的剥离进行了相关的分析.结果表明载荷在一定值以下磨损较为缓慢,当载荷超过一定值时,磨损急剧加剧,随着载荷的增加尺寸较小的碳化物首先剥离基体,当载荷继续增大时,尺寸较大的碳化物也剥离基体并有碎裂现象.这要求高铬铸铁中的碳化物不仅要分布均匀,碳化物的尺寸也要合适.     

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.     

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。     

碳化物在高铬铸铁高应力磨料磨损中的影响

对不同载荷作用下的高铬铸铁在耐磨实验机上进行了磨料磨损试验;对在不同的碳化物对基体的保护作用与碳化物的剥离进行了相关的分析.结果表明载荷在一定值以下磨损较为缓慢,当载荷超过一定值时,磨损急剧加剧,随着载荷的增加"尺寸较小"的碳化物首先剥离基体,当载荷继续增大时,"尺寸较大"的碳化物也剥离基体并有碎裂现象.这要求高铬铸铁中的碳化物不仅要分布均匀,碳化物的尺寸也要合适.     

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。     

高铬铸铁碳化物定向凝固与缸套内衬炸裂的关系

泥浆泵缸套在使用过程中，受复杂地质环境的影响，工况条件恶劣，既要求耐磨、耐蚀、耐疲劳、耐冲击等，还要经受较大压力的考验。总之，既要求有较高的硬度，又要求有一定的强度和韧性。因此，用户对缸套质量要求十分严格。我厂在采用内外套锒制泥浆泵缸套生产过程中，曾因高铬铸铁内村机械加工炸裂而出现两次较严重的质量事故；在油田装机使用中也曾出现两起缸套内衬破损事故。针对报废内衬进行金相分析，发现碳化物为定向凝固。该组织形态为粗细不等的长纤维状。其碳化物（Ｃｒ，Ｆｅ）_７Ｃ_3呈胞状结构，定向排列。碳化物纤维细长硬脆…     

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。     

半固态高铬铸铁重熔过程中初生碳化物的细化

利用倾斜板冷却体法制备过共晶高铬铸铁半固态坯料,探讨了坯料重熔过程中初生碳化物的细化机制.结果表明,重熔过程中碳化物的细化分为两个阶段,且都是由于碳化物的分解所致.保温初期细化阶段,由碳化物沿裂纹快速分解所致,细化速率较高;后期阶段,由碳化物表面凹陷溶解扩展至内部导致分解所致,细化速率较低.重熔温度越高获得的碳化物颗粒越小.     

高铬铸铁耐磨性的研究进展与展望

综述了高铬铸铁的发展历史和应用领域,以及合金元素的变质处理对高铬铸铁组织与性能的改善,分析了近年以来国内外科研工作者为提高高铬铸铁的耐磨性而取得的成果,并提出了未来发展方向。