热处理工艺对高铬白口铸铁组织和性能的影响

分析了铸态及不同热处理工艺条件下高铬白口铸铁的组织和性能,结果表明：高铬白口铸铁铸态组织中共晶碳化物呈宫续和断续网状分布,对材料的韧性损害较大,通过热处理后可改善共晶碳化物的形态及分布,同时使基体组织到强韧化配合。     

新型高铬铸铁金相组织研究

通过不同的退火工艺对高铬铸铁进行处理,用金相显微镜和TEM观察不同热处理条件下的金相组织,并与高铬铸铁的铸态组织进行对比分析,以了解高铬铸铁的微观结构。实验结果表明,高铬铸铁经退火后沿晶界分布的共晶碳化物减少,基体中的碳化物增多,呈颗粒状均匀分布。     

稀土对高铬白口铁韧性的影响

本文主要研究了稀土对高铬白口铁（Ｃｒ１３）韧性的影响，研究结果表明，稀土对高铬白口铁作用显著，能细化白口铁晶粒，改善了碳化物形貌及分布，从而使高铬白口铁韧性大幅度提高。     

高铬铸铁的正火组织与性能研究

研究正火温度对新型高铬铸铁组织、硬度(HRC)及冲击韧性的影响。实验结果表明高铬铸铁在800~950℃正火时,其组织由珠光体+少量铁素体+网状共晶碳化物组成;在1 000~1 050℃正火时,碳化物溶解析出,珠光体球化,得到铁素体基体上分布的粒状碳化物+共晶碳化物+少量珠光体,硬度略有降低;在1 100~1 150℃正火时,共晶碳化物溶解得更多,冷却过程中奥氏体中析出弥散碳化物,冷却后得到马氏体(过饱和铁素体)基体上弥散碳化物+共晶碳化物,硬度明显升高,并在1 150℃时硬度达到最大值,在800~1 150℃正火加热温度范围内,冲击韧性在4.2~4.7 Jcm2之间波动,总体变化不大。     

凝固速度对高铬铸铁共晶组织的影响

采用液态金属冷却的定向凝固技术,获得了在不同凝固速度下的高铬铸铁(Fe-3.35C-27.5Cr),并研究了凝固速度对高铬铸铁共晶组织的影响规律.结果表明,当温度梯度为150K/cm,凝固速度为1~10μm/s时,固液界面均可维持平直状,可获得M7C3型碳化物呈定向排列的高铬铸铁,碳化物与基体结合牢固,具有原位生长复合材料的效果.     

热轧辊材料高温滑动磨损特征

本文利用自制的高温磨损装置,研究了高铬铸铁、中Ni—Cr冷硬铸铁、165CrNiMo及9Cr2钢热轧辊材料的高温滑动磨损特征。结果表明,摩擦面呈现犁沟或粘着特征,或同时具有犁沟和粘着;摩擦面亚表层显微组织磨损前后未发生变化,但165CrNiMo及9Cr2钢中产生了塑性变形。根据犁沟特征,高铬铸铁及中Ni-Cr冷硬铸铁中的共晶碳化物能提高高温磨粒磨损抗力。     

钨系合金白口铸铁铸态组织及碳化物的研究

鉴于钨系合金白口铸铁组织的复杂性和多样性,本文对各种成分的试样进行了金相、扫描电镜观察,并通过X光衍射、电子探针、显微硬度以及染色腐蚀等分析方法,对钨系铸铁的相组成、碳化物的结构类型及形态进行了研究。试验结果表明,钨系合金白口铸铁在铸造条件下获得的组织为介稳定组织,其碳化物的辊结构类型与钨碳比(W/C)有关。当W/C在2以下时,合金中酸化物为M_3C;W/C为2～6时,虽然仍以M_3C型殡化物为主,但在三元共晶中出现M_6C;当W/C大于6时,碳化物以M_6C型为主,且在三元共晶中出现M_(23)C_6。各种碳化物依据其相结构及生长条件,将以各种形态出现:初生M_6C型碳化物常以块状或开叉状形态存在,M_6C型碳化物在二元共晶中以鱼骨状、三元共晶中以羽毛状存在;M_3C型碳化物以板状或网状构成离异共晶;M_(23)C_6型碳化物却呈短条状或破碎状以离异共晶形式群在。     

稀土白口铸铁的研究

研究了稀土变质处理对普通白口铸铁、低铬白口铸铁和高铬白口铸铁凝固过程、金相组织和机械性能的影响。经稀土变质处理后的白口铸铁在凝固过程中的过冷度增大,细化了初生奥氏体枝晶和改善了碳化物的形态,同时白口铸铁性能在不同程度上得到了提高。     

热处理对高铬铸铁磨损特性的影响

高铬铸铁具有优良的耐磨性,主要是由于其基体为马氏体组织,碳化物类型为六方晶系的（Ｆｅ,Ｃｒ）７Ｃ３,碳化物呈六角棒状、针状、条状分布,显著地改善了材质的力学性能．煤粉对管道的磨损,属于软磨粒低应力的磨料磨损,这种高铬铸铁用于此工况下能发挥出其优良的性能．经金属Ｘ射线分析证明碳化物是（Ｆｅ,Ｃｒ）７Ｃ３,通过透射电镜分析,发现其基体组织为奥氏体、板条（位错）马氏体与孪晶马氏体．用电子探针对金相组织中的黑色区进行了分析,发现此处贫铬而易被腐蚀．通过磨损试验证明高铬铸铁耐磨性好,成本低,与稀土高铬镍氮相比,成本降低６０％,与钨铬合金相比,成本降低７０％．     

重熔对高铬白口铸铁遗传性的影响

采取重熔的工艺措施并在第二次重熔时进行保温处理，研究高铬白口铸铁中碳化物的遗传性并对高铬白口铸铁的力学性能进行测试．结果表明：高铬白口铸铁中的碳化物经过重熔仍存在明显的遗传现象；随着重熔次数的增加，碳化物组织遗传效应减弱，力学性能下降；保温处理可以改善碳化物的组织遗传性；过长的保温时间导致碳化物变得粗大，高铬白口铸铁的力学性能下降．     

RE对高铬铸铁变质效果的研究

采用对比试验的方法，考察了RE对Cr18W2高铬铸铁组织和性能的影响规律．金相观察表明：铸态未变质的高铬铸铁组织中，奥氏体含量多，碳化物呈粗大板条状分布，晶粒比较粗大；变质后残余奥氏体量明显减少，初生奥氏体显著细化，碳化物由粗大板条状向细板条状、菊花状转变．性能检测结果表明：RE变质处理可同时提高Cr18W2高铬铸铁的硬度、耐磨性和冲击韧度．本实验条件下，加入质量分数为0．6％RE时，变质效果最好，材料的综合性能最佳．     

稀土镁对高铬铸铁变质效果的研究

为了研究RE—Mg对Cr15Mo3高铬铸铁铸态及热处理态组织、冲击韧性、硬度、耐磨性等性能的影响规律,提出RE—Mg变质处理工艺的改进方案,通过对比实验的方法,验证了改进方案的可行性．结果表明：铸态未变质的高铬铸铁组织中,奥氏体含量大,碳化物呈粗大网状分布,基体被撕裂;变质后碳化物的网断裂,变细成为鱼骨状,对基体的割裂作用大大减小,基体的连续程度增加．RE—Mg变质处理可使Cr15Mo3高铬铸铁的硬度、冲击韧性、耐磨性都得到提高．本实验条件下,当变质剂加入量WRE-Mg=1．5％时变质效果最好,材料的综合性能最佳．     

Cr／C对31％Cr高铬铸铁组织与性能的影响

研究了Cr／C对31％Cr高铬铸铁铸态组织、硬度、冲击韧性、耐磨性等性能的影响．结果表明：在本实验条件范围内,所制备的Cr31高铬铸铁均为过共晶组织和六角棒状的M7C3碳化物;随着Cr／C的增加,组织中的过共晶碳化物逐渐变得细小,而且分布更加弥散、均匀,在相同大小的视场内过共晶碳化物的相对数量减少,铸铁的过共晶度下降．随着Cr／C的增加,Cr31铸铁的硬度略有下降,而冲击韧性有明显的升高趋势．当外加载荷为70N时,Cr31铸铁的耐磨性随Cr／C的增加而下降．     

变质处理对低铬白口铸铁组织和性能的影响

研究了1^#稀土硅铁合金、钛铁、钒铁、金属碲对低铬白口铸铁金相组织及机械性能的影响。结果表明经过变质处理的白口铸铁晶粒细化,冲击韧性有较大的提高。     

高铬铸铁复合变质剂的研究

通过实验室和生产条件下的试验,研制出一种适用于高铬白口铁的含Ｚｎ,Ｍｇ等元素的多元复合变质剂———Ｚｎ变质剂．采用Ｚｎ变质剂处理的高铬白口铸铁,初生奥氏体细小,碳化物孤立、圆钝,材料的冲击性αＫ≥８Ｊ／ｃｍ２,ＨＲｃ≥６０,其效果相当或优于ＶＴｉ变质剂,悬殊成本低廉．采用ＳＥＭ,ＥＤＡＸ和ＥＰＡ等手段对Ｚｎ变质剂的变质作用进行了分析．     

Influences of copper on solidification structure and hardening behavior of high chromium cast irons

The influences of copper on microstructure and the hardening behavior of high chromium cast irons subjected to sub-critical treatment were investigated. The results show that the microstructure of the as-cast high chromium cast irons consists of retained austenite, martensite and M1C3 type eutectic carbide. When copper is added into high chromium cast irons, austenite and carbide contents are increased. The increased addition of copper content from 0% to 1.84% leads to the increase of austenite and carbide from 15.9% and 20. 0% to 61.0% and 35.5% , respectively. In the process of sub-critical treatment, the retained austenite in the matrix can be precipitated into secondary carbides and then transforms into martensite in cooling process, which causes the secondary hardening of the alloy under sub-critical treatment. High chromium cast irons containing copper in sub-critical treatment appear the second hardening curve peak due to the precipitation of copper from supersaturated matrix.     

高铬铸铁型自保护药芯焊丝堆焊组织与性能分析

研制了一种自保护高铬铸铁型药芯焊丝,对其堆焊金属组织与性能进行了分析,结果表明：堆焊金属表面硬度达到HRC60以上,堆焊金属显微组织主要为马氏体＋残余奥氏体＋M7C3型碳化物;初生碳化物主要沿堆焊层向母材方向生长,其表面硬度为HV1783,侧面为HV1127;共晶碳化物围绕在初生碳化物周围生长,其显微硬度为HV830;在相同磨损条件下磨损1h后,堆焊金属相对耐磨性为Q235钢的14倍左右,在药芯中加入适量的稀土氧化物能提高堆焊金属的耐磨性。     

低铬白口铸铁的变质处理

白口铸铁的韧性与其组织中碳化物的数量,形貌和分布很有大关系。本文通过变质处理,使低铬白口铸铁中的碳化物由连续的网状及粗大的板状转变为断开的不规则块状,冲击韧性由6J/cm~2左右上升到10J/cm~2以上。本文还对变质机理作了初步探讨。