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.     

渣浆泵用Cr26型高铬铸铁护板的早期失效分析与对策

基于扫描电镜分析和Thermo-Calc软件的热力学平衡相计算,研究了Cr26型高铬铸铁渣浆泵护板的早期失效特征及原因,在此基础上提出了此类高铬铸铁护板的延寿措施及对策.结果表明,Cr26型高铬铸铁中过量的M7C3型碳化物所诱发的显微裂纹是导致渣浆泵护板过早失效的主要原因,其主要失效形式为表面剥落和冲蚀磨损.Thermo-Calc软件的热力学计算结果建议通过控制Cr26型高铬铸铁中碳含量来调整M7C3型碳化物数量并配备适当的热处理工艺是解决此类失效问题的有效措施.     

热处理对含钨高铬铸铁组织及性能的影响

采用金相显微镜、扫描电镜观察微观组织,x射线衍射仪分析相组成,并测定洛氏硬度、冲击韧性及耐磨性,研究了热处理对含钨高铬铸铁组织及性能的影响.结果表明,钨在高铬铸铁基体和碳化物中均匀分布,热处理对钨的分布影响不大,钨能显著提高高铬铸铁的性能.含钨高铬铸铁合理热处理工艺是1050℃奥氏体化淬火,250～350℃回火,在该热处理条件下的组织为马氏体 碳化物 少量残留奥氏体,铬的碳化物类型为Cr7C3、Cr23C6,钨的碳化物有WC1-x、W6C2.54W3C,硬度为62～63 HRC,冲击韧度为7～8 J/cm2,耐磨性比不含钨高铬铸铁显著提高.     

热处理对3Crl4Mn4B高铬铸铁硬化行为的影响

通过对高铬铸铁3Cr14Mn4B的硬度和磁性的测量,研究了高铬铸铁经亚临界处理、去稳处理及深冷处理后的组织和硬度变化,分析了高铬铸铁残余奥氏体和马氏体的相组成对高铬铸铁硬度的影响.结果表明,高铬铸铁的显微组织主要由马氏体、少量的奥氏体和(Cr,Fe)7C3共晶碳化物组成.在亚临界处理的情况下,空冷时高铬铸铁的硬度随亚临界处理温度的增加而先升高后降低,深冷处理后的硬度高于空冷时的,但当温度高于550℃时,深冷处理后的硬度低于空冷时的.高铬铸铁的硬度随去稳处理温度的升高略有升高,并且经深冷处理后的试样硬度比空冷高.经不同的热处理后,高铬铸铁的硬度主要受铸铁基体的马氏体含量和马氏体中的含碳量的影响.最佳的热处理工艺是在550℃进行亚临界处理.     

提高高铬白口铸铁件性能的研究与生产实践

要提高高铬铸铁的韧性和抗冲击磨损能力，除改善共晶碳化物形态和分布外，更重要的是采用综合变质处理细化共晶碳化物，净化晶界，合理选择基体组织、化学成分和热处理工艺。共晶成分或稍微过共晶成分的高铬铸铁显示良好的抗冲击磨料磨损能力，而添加W、Nb等提高抗冲击磨损能力不明显。研究发现，不同C、Cr含量的3C-21Cr系高铬铸铁的最佳奥氏体化温度和最高峰值硬度不一样；回火温度接近或超过430℃对冲击磨损影响较明显，但对冲击韧度影响甚小。研制了3C-21Cr高铬铸铁与各种碳素钢、合金钢组成的双金属锤头，其使用寿命比3C-27Cr高铬铸铁与钢复合的锤头延长50％～60％。     

热处理对3Cr14Mn4B高铬铸铁硬化行为的影响

通过对高铬铸铁3Cr14Mn4B的硬度和磁性的测量,研究了高铬铸铁经亚临界处理、去稳处理及深冷处理后的组织和硬度变化,分析了高铬铸铁残余奥氏体和马氏体的相组成对高铬铸铁硬度的影响。结果表明,高铬铸铁的显微组织主要由马氏体、少量的奥氏体和(Cr,Fe)7C3共晶碳化物组成。在亚临界处理的情况下,空冷时高铬铸铁的硬度随亚临界处理温度的增加而先升高后降低,深冷处理后的硬度高于空冷时的,但当温度高于550℃时,深冷处理后的硬度低于空冷时的。高铬铸铁的硬度随去稳处理温度的升高略有升高,并且经深冷处理后的试样硬度比空冷高。经不同的热处理后,高铬铸铁的硬度主要受铸铁基体的马氏体含量和马氏体中的含碳量的影响。最佳的热处理工艺是在550℃进行亚临界处理。     

等离子弧堆焊WC增强型高铬铸铁的组织和性能

采用等离子弧粉末堆焊技术在Q235钢表面分别堆焊高铬铸铁和WC增强型高铬铸铁,通过对各堆焊层的显微组织、化学成分、显微硬度、耐磨性和耐蚀性进行对比分析,揭示WC颗粒对高铬铸铁堆焊层的影响。结果表明,高铬铸铁堆焊层显微组织由初生(Fe,Cr)7C3和共晶组织组成,WC增强型高铬铸铁堆焊层由初生碳化物、WC颗粒和共晶组织组成。与高铬铸铁相比,WC增强型高铬铸铁由于WC的加入,初生碳化物面积分数非常高,共晶组织数量相应减少;WC增强型高铬铸铁的硬度,耐电解腐蚀性和耐热腐蚀性均优于高铬铸铁。两种堆焊层熔合线处的硬度陡降,结合线扫描结果说明,WC的加入不影响WC增强型高铬铸铁堆焊层与基体界面处的冶金结合和堆焊质量。     

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：     

变质处理方式对Cr15高铬铸铁组织和性能影响的研究

本文介绍了三种不同变质处理方式(即:变质剂炉内加入、出钢槽中加入和铁液包中加入)对Cr15高铬铸铁组织和性能产生影响的差异。采用光学显微镜、扫描电镜观察和分析了高铬铸铁的组织特征;运用XRD分析了高铬铸铁的物相组成;检测了不同变质处理后高铬铸铁的冲击韧度和硬度。试验结果表明:经过变质处理后,Cr15高铬铸铁的初生奥氏体晶粒发生细化,共晶碳化物倾向于由连续网状向断网状的条块转变。钢包内变质效果最为明显,炉内次之,出钢槽变质效果最差。冲击韧度的变化与组织变化相对应。钢包内变质处理冲击韧度达到8.2 J/cm~2,炉内变质处理达到7.8 J/cm~2,出钢槽变质处理达到5.2 J/cm~2,而未变质处理为4.8 J/cm~2;变质处理在使冲击韧度改善的同时也使硬度值略有增加。     

Cr26型高铬铸铁组织性能及其热处理工艺

研究了Cr26高铬铸铁化学成分的控制范围和热处理工艺对其硬度和冲击性能的影响,分析了该成分高铬铸铁经过不同热处理后的组织.结果表明,采用文中所述生产工艺和1 040℃±10℃×6h特殊淬火液淬火+275℃×6h或440℃×6 h回火的热处理工艺,高铬铸铁硬度达60 HRC以上,冲击韧度达10 J/cm2,其耐磨性是高铬铸铁Cr15的1.32倍,高锰钢ZGMn13的1.95倍.     

Phase Diagram Calculation and Analyze on Cast High-Boron High-Speed Steel

The equilibrium phases of high-boron high-speed steel whose compositions are 0-3.0% B, 0.2-0.8% C, 4.0-8.0% Cr, 2.0-4.0% Mo, 0.5-1.5% Al, 0.5-1.5% Si, 0-1.0% Mn, and 0.5-1.5% V were calculated and vertical section pseudo-binary phase diagrams were drawn by Thermo-Calc software. The phase transformation and carbides precipitation temperatures were measured by using differential scanning calorimetry. The type of carbides and matrix of the as-cast specimens were determined by using x-ray diffraction. Meanwhile, the shape and the number of carbides in the different specimens were detected by using optical microscope and scanning electron microscope. The influence of boron, carbon, aluminum, and chromium elements on equilibrium phase diagrams was discussed. The calculation results obtained from Thermo-Calc software are agreed with the ones from experiments. This work provides a practical method for engineers and researchers in related areas.     

含Cr13%高铬铸铁的试验研究

在试验的基础上研究了含Ｃｒ１３％的高铬铸铁的力学性能和组织特点,发现含硅量和变质处理对不同基体的高铬铸铁具有相似的影响规律;根据ＦｅＣＣｒ三元相图对Ｃｒ１３％高铬铸铁的凝固过程进行了分析,从一个新的角度揭示了铸造条件、含硅量和变质质处理对高铬铸铁性能和组织的影响机理。     

伞帽用高铬铸铁在热强碱腐蚀环境下的磨损分析

针对氧化铝行业中常用的Cr28和Cr20高铬铸铁伞帽在相同工况条件下的磨损机理进行分析,并对比研究了实际生产中两种失效材料的成分、组织及性能。结果表明,伞帽部件在高温强碱腐蚀条件下受到外界冲刷时,磨损量由微切削磨损与变形磨损这两种机制共同决定。含铬量较高的Cr28高铬铸铁,其冲刷和抗腐蚀磨损性能均优于Cr20高铬铸铁。伞帽服役寿命主要受浆料和表层的铸铁材料两大因素影响。两种试验材料经淬火+回火处理后,基体组织中主要为回火马氏体+M₇C₃型碳化物+少量残留奥氏体,其中含铬量较高的Cr28高铬铸铁中共晶碳化物含量更高,且分布更加弥散,其平均硬度值为64.0 HRC,高于Cr20高铬铸铁的60.2 HRC。最终确定Cr28高铬铸铁作为伞帽材质更能满足氧化铝生产及设备检修周期的需要。     

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。     

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。     

Cr/C比及热处理工艺对高铬铸铁抗磨粒磨损性能的影响

在实验室条件下,研究了Cr/C比及热处理工艺对高铬铸铁抗冲击磨粒磨损性能的影响.结果表明,在相对较低冲击载荷下,热处理态Cr28(Cr/C比为9.5)抗磨性比Cr15(Cr/C比为5.6)更好;相对中等冲击载荷下铸态Cr28白口铁比其热处理态的更耐磨.并从金相组织上分析了其原因,探讨了其磨损机制.     

C、Cr、Si、Mn对低铬白口铸铁组织和力学性能的影响

应用湿砂铸型浇注低铬白口铸铁，采用正交试验研究了C、Cr、Si、Mn对低铬白口铸铁组织和力学性能的影响。结果表明：含碳量2．4％和2．7％时碳化物基本上是呈网状分布的，形成了离异共晶的网状碳化物组织；而含碳量3．0％时，离异共晶组织不再出现。高碳、低硅、高铬和低锰有利于提高硬度；低碳、低硅、中铬和高锰有利于提高冲击韧度；高碳、低硅、低铬和高锰有利提高耐磨性。新开发的低铬白、口铸铁的硬度、冲击韧度和耐磨性远高于目前在生产排沙潜水泵过流部件中所使用材料的各项性能，使用寿命是其5倍左右。     

Cr25Mo2W3耐磨铸铁硬度和抗冲刷腐蚀性能

高铬钼钨耐磨铸铁以高硬度著称。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、电子探针微区成分分析、力学性能检测和盐水砂浆中的低角度冲刷腐蚀试验，研究了含碳量和含钼量对高铬钼钨耐磨铸铁组织、结构、硬度、冲击韧性和抗冲刷腐蚀性能的影响规律。结果表明，淬回火280Cr25Mo2W3铸铁是以马氏体和残余奥氏体为基体，以（Cr、Fe、W、Mo）7C3和（Fe、Cr、W、Mo）23C6为增强相的复合材料。在含碳量2．03％-2、79％的范围内，随着含碳量的增加，淬回火的Cr25Mo2W3耐磨铸铁的硬度逐渐提高，冲击韧度先升后降。随着含钼量的增加，280Cr25W3铸铁硬度提高，冲击韧度下降。M7C3和M23C6数量的增加以及MTC3显微硬度的提高，是提高铸铁硬度和降低韧性的主要原因。高硬度280Cr25Mo2W3耐磨铸铁的M7C3横剖面（择优生长方向的垂直面）硬度HV1645，纵剖面硬度HV1383，经淬回火热处理该铸铁的硬度达HRC65，具有优异的抗低角度冲刷腐蚀性能。     

低铬白口耐磨铸铁组织和性能的研究

采用金属型浇注不同成分的铬系白口铸铁磨球,研究化学成分、热处理工艺对铸铁微观组织,冲击韧性和硬度的影响。结果表明：含Cr量为3.231%、含C量为4.920%的白口铸铁,经过950℃淬火处理＋300℃回火处理能够获得良好的韧性与硬度的结合;随着含碳量增高,铸铁的硬度升高,冲击韧性下降;而随着回火温度增高,硬度将降低,冲击韧性提高。