高鉻鑄鐵性能研究畢業(yè)論文

1、山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文摘要摘 要高鉻鑄鐵因其優(yōu)越的性能而受到越來越廣泛的重視。高鉻鑄鐵相對(duì)合金鋼有優(yōu)良的耐磨性，相對(duì)一般白口鑄鐵有高得多的韌性、強(qiáng)度，同時(shí)它還兼有良好的抗高溫和抗腐蝕性能，加之生產(chǎn)便捷、成本適中，所以被譽(yù)為當(dāng)代最優(yōu)良的抗磨料磨損材料之一。本文就高鉻鑄鐵的鑄造及性能進(jìn)行了比較系統(tǒng)的研究，首先設(shè)計(jì)高鉻鑄鐵的成分進(jìn)行鑄造，然后利用金相顯微鏡、掃描電子顯微鏡、X射線衍射儀，電子探針等設(shè)備對(duì)試樣的組織形態(tài)、化學(xué)成分、物相組成進(jìn)行了分析，最后通過硬度測(cè)試，摩擦磨損實(shí)驗(yàn)進(jìn)行性能檢測(cè)。結(jié)果表明，高鉻鑄鐵的組織主要由基體和碳化物組成，基體的相是主要奧氏體另外還有部分馬氏體，而碳化物主要是Cr7

2、C3。高鉻鑄鐵的硬度及耐磨性都比較高。關(guān)鍵詞：高鉻鑄鐵；鑄造；耐磨性；摩擦磨損；II山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文AbstractAbstract Because of its superior performance, high chromium cast iron attracted more and more attention. High chromium cast iron has more excellent wear resistance than  alloy steel , relative to the general white cast

3、 iron has higher toughness, strength, at the same time, it also has good resistance to high temperature and corrosion resistance, and convenient production, low cost, and is regarded as the best of contemporary anti abrasion material. In this paper, the properties of high chromium cast iron casting

4、and compares the system, first of all the design of high chrome cast iron component for casting, then by using optical microscope, scanning electron microscope, X ray diffraction, electron probe and other equipment on the sample tissue morphology, chemical composition, phase composition are analyzed

5、, finally, hardness test friction and wear experiments, performance testing.The results show that, the structure of high chromium iron is mainly composed of a base and composition of carbide, matrix phase is the main part of austenite and martensite, and the carbide is Cr7C3.The hardness of high chr

6、omium cast iron and the wear resistance is higher. Key words: high chromium cast iron; casting; wear resistance; friction and wear.山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 目錄目錄1 緒論11.1研究背景11.2高鉻鑄鐵中的碳化物11.3高鉻鑄鐵中的合金元素21.4高鉻鑄鐵的應(yīng)用51.4.1高鉻鑄鐵磨球在球磨機(jī)中的應(yīng)用51.4.2高鉻鑄鐵在渣漿泵上的應(yīng)用51.4.3高鉻鑄鐵在水泥磨上的應(yīng)用61.4.4高鉻鑄鐵在破碎機(jī)顎板上的應(yīng)用61.5高鉻鑄鐵的研究現(xiàn)狀71.6本課題提出以及研究

7、的意義82 實(shí)驗(yàn)材料及實(shí)驗(yàn)方法92.1實(shí)驗(yàn)設(shè)備及實(shí)驗(yàn)材料92.1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備92.1.2實(shí)驗(yàn)材料制備92.1.3高鉻鑄鐵的鑄造112.2 試樣制備、組織觀察及性能測(cè)試132.2.1 實(shí)驗(yàn)流程132.2.3組織觀察142.2.4物相及成分分析152.2.5硬度檢測(cè)152.2.6摩擦磨損實(shí)驗(yàn)153.實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論173.1組織觀察173.1.1高鉻鑄鐵的組織形貌173.1.2 試樣的SEM微觀組織形貌183.2 XRD數(shù)據(jù)分析193.3 電子探針203.4 硬度分析223.5 磨損量分析223.6 磨損形貌分析234.結(jié)論25參考文獻(xiàn)26致 謝26附 錄291.外文文獻(xiàn)原文292.外文文獻(xiàn)譯文3

8、5IV山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 緒論 1 緒論1.1研究背景高鉻鑄鐵是繼普通白口鑄鐵鎳硬鑄鐵發(fā)展起來的第三代耐磨材料。由于高鉻鑄鐵自身組織的特點(diǎn)，使得高鉻鑄鐵比普通鑄鐵具有高得多的韌性、高溫強(qiáng)度、耐熱性和耐磨性等性能。高鉻鑄鐵已被譽(yù)為當(dāng)代最優(yōu)良的抗磨料磨損材料，并日益得到廣泛應(yīng)用。高鉻鑄鐵的良好的耐磨性主要取決于其基體組織和碳化物的類型及分布特點(diǎn)。高鉻鑄鐵是以Fe，Cr，C 為基本成分的多元合金。剛凝固下來的高鉻鑄鐵中基體是奧氏體， 這種奧氏體在加熱至較高的溫度下才是穩(wěn)定的， 而且被C、Cr 等元素所飽和。當(dāng)溫度降低時(shí)， 奧氏體將發(fā)生轉(zhuǎn)變。通常條件下，高鉻鑄鐵呈現(xiàn)以奧氏體為主的多相組織，這種組

9、織的鑄鐵在高溫下使用，更能發(fā)揮材質(zhì)本身的潛能。高鉻鑄鐵是含鉻量在12%-28%之間的鉻系白口鑄鐵， 由于鉻的大量加入使得白口鐵中的M3C 型碳化物變成M7C3 型碳化物。這種合金碳化物很硬，賦予了高鉻鑄鐵良好的耐磨性。另一方面，在凝固過程中M7C3 型碳化物呈桿狀孤立分布， 使得高鉻鑄鐵的韌性有了一定程度的改善。1.2高鉻鑄鐵中的碳化物最早對(duì)鐵-鉻-碳合金進(jìn)行研究是從1892 年由F.Osmond開始的。他第一個(gè)指出了復(fù)雜碳化物的存在。W.Tofaute 等對(duì)鐵-鉻-碳狀態(tài)圖進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。在這些工作的基礎(chǔ)上，克里麥克斯鉬公司隨著高鉻鑄鐵的冶金因素，微觀組織及其對(duì)磨損性能的影響，特別是對(duì)厚截

10、面大型高鉻鑄鐵鑄件在礦山設(shè)備中的應(yīng)用作了大量研究，為高鉻鑄鐵的使用開辟了廣闊的道路。碳化物是白口鑄鐵中的重要組成相，所占體積分?jǐn)?shù)高達(dá)40%左右，碳化物具有高硬度、高彈性模量、高熔點(diǎn)并且易脆的特點(diǎn)。此外，具有明顯的金屬特性金屬光澤，高導(dǎo)電率，電阻隨溫度降低而降低。其類型、成分、數(shù)量、大小、形狀及分布直接影響白口鑄鐵的性能。高鉻鑄鐵組織中存在大量的碳化物，碳化物硬度越高，其抗磨料磨損性能就越好。碳化物的類型，形態(tài)和數(shù)量對(duì)高鉻白口鑄鐵抗磨能力和力學(xué)性能都有影響。高鉻白口鑄鐵可能出現(xiàn)的碳化物類型有M7C3 ，M23C6 和M3C。碳化物都是硬質(zhì)相， 對(duì)合金的抗磨能力起重要的作用，其中M7C3 型碳化物

11、的抗磨性能最好。當(dāng)合金含鉻量大于11%，Cr/C大于3.5時(shí)，它在微觀組織中形成的碳化物主要為M7C3 型，顯微硬度高達(dá)HV1300-1800，而且這種碳化物呈塊狀，斷開分布，以半孤立狀態(tài)分布在金屬基體之間，減少了對(duì)基體的割裂程度，使其韌性和耐磨性能大大增加。應(yīng)用于一些少量沖擊和鑿削磨損的襯板磨球顎板等，可以比高錳鋼使用壽命高好幾倍，高鉻鑄鐵的這種組織特點(diǎn)是使其成為優(yōu)良的抗磨材料的關(guān)鍵。1.3高鉻鑄鐵中的合金元素高鉻白口鑄鐵是具有合金碳化物與基體組成的多相組織。高鉻鑄鐵的磨損是由碳化物和基體兩者的磨損機(jī)制共同決定。研究認(rèn)為：馬氏體基體比奧氏體基體有更好的抗應(yīng)力磨損耐磨性，但動(dòng)態(tài)斷裂韌性較低。高

12、鉻白口鑄鐵在不同的工況條件下工作，對(duì)其硬度、韌性、耐磨性等有不同的要求，其合金成分的選擇和加入量也不同。碳：碳是影響碳化物數(shù)量的主要因素，碳影響碳化物的數(shù)量，但基本不影響碳化物的類型。鑄鐵中的含碳量越高，碳化物數(shù)量越多，淬透性越差。提高碳含量能提高鑄鐵的硬度，改善材料的耐磨性，但過高的碳含量將使鑄鐵的韌性降低；鉻：鉻是高鉻鑄鐵的基礎(chǔ)元素，是決定碳化物類型的主要因素，使顯微組織中獲得更高硬度的M7C3 型碳化物。提高鉻的含量有助于提高碳化物的數(shù)量。鉻一部分去形成碳化物，另一部分溶于基體，提高鑄鐵的淬透性，抑制珠光體的形成。隨著鉻量的提高，合金白口鑄鐵的組織與性能要發(fā)生重要的變化，當(dāng)鉻含量大于10

13、%-12%時(shí)，碳化物的形態(tài)從M3C 型轉(zhuǎn)變成M7C3 型，碳化物硬度顯著提高，同時(shí)韌性也得到改善。碳和鉻是高鉻鑄鐵中最重要的合金元素。碳含量主要決定碳化物的數(shù)量，鉻含量則主要決定碳化物的類型。高鉻鑄鐵中鉻與碳的比值Cr/C對(duì)其組織和性能有很大的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明：隨著Cr/C 增加，共晶碳化物的形貌經(jīng)歷了連續(xù)網(wǎng)狀-片狀-桿狀等連續(xù)程度減小的過程，共晶碳化物的類型也經(jīng)歷了M3C-M3C+M7C3-M7C3 的變化過程，這無疑提高了高鉻鑄鐵的韌性。此外，基體晶粒隨著Cr/C 的增加變的細(xì)小。文獻(xiàn)指出，Cr/C大于5能獲得大部分的M7C3 型碳化物，因而采用優(yōu)選值Cr/C5。碳化物質(zhì)量分?jǐn)?shù)：w(k)

14、=w(c)12.33%+w(cr)0.55%-15.2% （1-1）根據(jù)公式，鉻增加碳化物的作用沒有碳大，因此通常用提高碳量的辦法去增加碳化物數(shù)量。鉬：鉬在白口鑄鐵中，質(zhì)量分?jǐn)?shù)的50%消耗于形成Mo2C，25%進(jìn)入碳化物，25%溶入金屬基體。鉬能提高共析轉(zhuǎn)變溫度，推遲奧氏體轉(zhuǎn)變的孕育期，使連續(xù)曲線右移，顯著降低臨界冷卻速度。鉬強(qiáng)化了奧氏體脫穩(wěn)反應(yīng)， 有效提高馬氏體轉(zhuǎn)變點(diǎn)Ms，是提高淬透性的有效元素，同時(shí)細(xì)化晶粒。鉬是貴重元素，故其加入量一般不超過3%，試驗(yàn)中Mo的加入量控制在0.8%以下。鎢：鎢和鉬有相近似的特性，一部分固溶在基體中，有提高共析轉(zhuǎn)變溫度，細(xì)化奧氏體樹枝狀晶，進(jìn)一步改善共晶碳化物

15、分布的作用。鎳：鎳不形成任何形式的碳化物，無限固溶于奧氏體中，擴(kuò)大奧氏體相區(qū)，降低臨界轉(zhuǎn)變速度和馬氏體開始轉(zhuǎn)變溫度Ms，是穩(wěn)定奧氏體的主要合金元素，并抑制珠光體的形成。國內(nèi)鎳資源缺乏，價(jià)格高，控制在0.2-0.8 之間。釩：釩是強(qiáng)烈的碳化物形成元素，可以穩(wěn)定高鉻鑄鐵中的碳化物，鑄態(tài)時(shí)，釩和碳不僅能形成初生碳化物，而且形成二次碳化物，降低奧氏體中碳的濃度，使奧氏體不穩(wěn)定，提高馬氏體轉(zhuǎn)變溫度Ms ，在鑄態(tài)容易獲得馬氏體。極小的碳化釩顆粒均勻分布組織中，提高機(jī)械性能，在結(jié)晶時(shí)作為外來核心，明顯控制結(jié)晶過程中晶粒長大和碳化物晶界的移動(dòng)，從而細(xì)化組織，改善碳化物分布，減少粗的柱狀晶組織，同時(shí)含釩的碳化物

16、硬度很高，HV2400。鈦：鈦是活潑元素之一，它與氮、碳、氧都有較強(qiáng)的結(jié)合力，它與硫的結(jié)合力也強(qiáng)于鐵，鈦與碳、氮形成的TiC、TiN，熔點(diǎn)高，其質(zhì)點(diǎn)在凝固過程中起外來晶核作用，細(xì)化鑄態(tài)組織，形成的TiC 極為穩(wěn)定，不易溶解，在熱處理過程中也有阻礙奧氏體晶粒長大的作用，細(xì)化晶粒。鈦的加入量過多時(shí)，會(huì)引起高熔點(diǎn)，硬質(zhì)相的增加及粗化，這樣不僅不能細(xì)化晶粒， 反而使碳化物析出，損害強(qiáng)度和韌性。銅：銅可以提高鑄鐵的淬透性，但作用小于鎳，也有穩(wěn)定奧氏體，抑制珠光體形成的作用。質(zhì)量分?jǐn)?shù)以小于2.5%為宜。硅：硅是非碳化物形成元素，主要固溶于基體中，因其增加碳的活性，容易促使石墨形成，阻止白口的發(fā)生，降低淬透

17、性，促使珠光體形成影響材料的耐磨性，含量不宜過高，一般含量為0.3%-0.8%。錳：錳具有擴(kuò)大奧氏體相區(qū)，降低馬氏體轉(zhuǎn)變溫度Ms作用，增加奧氏體含量，降低淬火后的硬度，而且過量的Mn 溶于碳化物中，使得碳化物變的更脆，易產(chǎn)生裂紋，在磨損過程中易折斷。一般錳的含量控制在0.6- 0.9%。1.4高鉻鑄鐵的應(yīng)用1.4.1高鉻鑄鐵磨球在球磨機(jī)中的應(yīng)用球磨機(jī)是水泥、電力、礦山等行業(yè)研磨工序的主要設(shè)備，磨球是球磨機(jī)主要易損件之一。磨球既要有高的耐磨性，又要有高的韌性。它的耐磨性能高低對(duì)生產(chǎn)起著極為重要的作用。因此提高其硬度、抗沖擊性、耐磨性能極為重要。長治鋼鐵（集團(tuán)）公司為了改進(jìn)鑄鐵球的致密度，減少熱裂

18、，通過加入不同的稀土元素，來改善鑄鐵球的化學(xué)成分和均勻性。并成功用于生產(chǎn)水泥用的球磨機(jī)中，顯著提高了磨球的耐磨性。中國鋁業(yè)廣西分公司檢廠已研制成功并投入生產(chǎn)了一種磨球，它是用自行研制的特高鉻耐磨合金鑄鐵制成，由于其具有良好的耐磨性及韌性，用它制作的磨球應(yīng)用在該公司氧化鋁廠原料車間球磨機(jī)上，獲得了很大的成功。這種耐磨材料制成的磨球的應(yīng)用創(chuàng)造出了很好的經(jīng)濟(jì)效益，具體可表現(xiàn)為加球量比原來少了一半。安徽理工大學(xué)與淮化集團(tuán)公司熱電廠合作制作的高鉻鑄鐵磨球在淮化集團(tuán)熱電廠3.2m球磨機(jī)使用，停機(jī)開倉檢查無明顯破碎變形磨球，破碎率小于0.5%，使用效果良好。在使用高鉻鑄鐵磨球時(shí)，必須考慮到實(shí)際工況條件。尤其

19、是與之相配的襯板必須有足夠的硬度，否則磨損過快。如何處理好磨球硬度與韌性、淬透性與合金元素含量這兩對(duì)矛盾一直是實(shí)際生產(chǎn)中未解決的難題，通常是硬度高則韌性低，破碎率高；合金元素含量高使淬透性提高，但成本增加。1.4.2高鉻鑄鐵在渣漿泵上的應(yīng)用渣漿泵在礦山、冶金、火力發(fā)電、煤炭、化工和環(huán)保等工礦部門廣泛應(yīng)用于輸送高濃度渣漿，其四大過流件如蝸殼、葉輪、前護(hù)板和后護(hù)板等在工作過程中不但承受物料的沖刷磨損，而且還承受漿料的腐蝕作用，運(yùn)行工況極其惡劣，因此其過流部件成為冶金礦山行業(yè)常見的易損件。國內(nèi)外渣漿泵過流部件所用材料主要有不銹鋼、高鉻鑄鐵和鎳硬鑄鐵。高鉻鑄鐵是渣漿泵過流件的理想候選材料，通過碳、鉻含

20、量水平的調(diào)整或選擇，可以獲得不同工礦條件下過流件的最佳使用效果。蔣業(yè)華等人研究發(fā)現(xiàn)，鑄態(tài)和熱處理態(tài)兩種狀態(tài)下的Cr28高鉻鑄鐵的腐蝕磨損性能與高鉻鑄鐵標(biāo)樣Cr15Mo3相比都有顯著地提高，表現(xiàn)出優(yōu)越的耐腐蝕磨損性能。西安交通大學(xué)研究的Cr28%左右的高鉻鑄鐵和利用稀土變質(zhì)處理的高鉻鑄鐵耐沖刷腐蝕性能優(yōu)越，可望成為渣漿泵過流件的新材料。改善定向凝固設(shè)備和工藝，以制備碳化物定向排列的高鉻鑄鐵，這也是一種值得期待的方法。1.4.3高鉻鑄鐵在水泥磨上的應(yīng)用錳鋁復(fù)合高鉻鑄鐵的水泥磨磨輥襯板，對(duì)于厚大件其淬透性、耐磨性都不理想，僅適用于有效截面在100mm-140mm的鑄件上。厚大截面的磨輥襯板需要有一定

21、抗沖擊能力的高鉻鑄鐵品種，用于大型水泥立磨。沈陽重型機(jī)械集團(tuán)有限責(zé)任公司開發(fā)研制的高鉻鑄鐵襯板，已使用在各種系列立磨、中速磨上。1.4.4高鉻鑄鐵在破碎機(jī)顎板上的應(yīng)用隨著破碎機(jī)規(guī)格的加大和機(jī)械化程度的提高，顎板的耐磨性問題變得越來越突出。因顎板耐磨性差，造成頻繁更換，不僅增加了破礦成本，而且降低了生產(chǎn)率，增大了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，因此，提高顎板耐磨性問題已引起了人們的重視。北京冶金設(shè)備研究院為河南黃河金礦生產(chǎn)了一批高鉻鑄鐵顎板，用于破碎金礦石，使用壽命是高錳鋼的三倍以上。江西科學(xué)研究所研制的高鉻鑄鐵顎板在滸坑鎢礦試用表明，其耐磨性比高錳鋼提高兩倍以上。1.5高鉻鑄鐵的研究現(xiàn)狀國內(nèi)鑄造工作者關(guān)于鉻系白

22、口鑄鐵的研究主要集中在化學(xué)成分選擇、熱處理工藝確定、變質(zhì)劑選擇、良好碳化物類型的獲得及磨損機(jī)理研究等領(lǐng)域。國外鑄造研究人員更致力于高鉻鑄鐵微觀組織結(jié)構(gòu)、耐磨機(jī)理及新制備工藝開發(fā)的研究二十多年來，國內(nèi)外鑄造工作者關(guān)于鉻系白口鑄鐵已進(jìn)行了大量的研究工作，取得了豐碩的成績(jī)，其研究方向可概括為以下幾方面：（1）對(duì)鉻系白口鑄鐵合理化學(xué)成分的選擇、化學(xué)成分對(duì)組織和性能的影響規(guī)律及作用機(jī)理進(jìn)行了深入探討，在保證硬度的基礎(chǔ)上，盡可能提高鉻系白口鑄鐵的沖擊韌性和耐磨性，以保證耐磨件在沖擊載荷、磨料磨損工況下的穩(wěn)定使用。（2）在化學(xué)成分合理的基礎(chǔ)上，對(duì)鉻系白口鑄鐵的熱處理工藝進(jìn)行研究，以得到與型碳化物良好搭配的基

23、體組織，充分發(fā)揮高硬碳化物的耐磨性和基體對(duì)碳化物的穩(wěn)固作用，保證在不同使用工況下耐磨性的良好發(fā)揮。（3）對(duì)鉻系白口鑄鐵生產(chǎn)中，孕育處理、變質(zhì)處理等工藝手段進(jìn)行試驗(yàn)研究，以增加形核率、細(xì)化晶粒、改變特定相形貌、改善鑄件微觀組織結(jié)構(gòu)，為提高鑄鐵性能提供有效的輔助工藝措施。（4）對(duì)傳統(tǒng)的砂型鑄造方法進(jìn)行改進(jìn)，將傳統(tǒng)材料與現(xiàn)代材料加工方法相結(jié)合，探討了金屬型鑄造、噴涂成型、快速凝固等新工藝在鉻系白口鑄鐵制備中的應(yīng)用，為改善組織形態(tài)、提高鑄件性能提供更廣闊的空間?？傊?，國內(nèi)外鑄造工作者對(duì)提高鉻系白口鑄鐵性能、充分挖掘鉻系白口鑄鐵功能已進(jìn)行了廣泛、系統(tǒng)的研究，在提高鑄鐵綜合力學(xué)性能和性能) 價(jià)格比方面都取

24、得了顯著成果。隨著研究工作日趨深入、完善，鉻系白口鑄鐵將具有更廣闊的應(yīng)用前景。1.6本課題提出以及研究的意義耐磨高鉻鑄鐵的耐磨性取決于共晶碳化物和金屬基體。碳化物的數(shù)量、形態(tài)和組織結(jié)構(gòu)直接影響到耐磨性和韌性。而碳化物和金屬基體首先是由其化學(xué)成份決定的， 所以必須合理設(shè)計(jì)其化學(xué)元素的含量。如前所述，高鉻鑄鐵在磨料磨損場(chǎng)合具有優(yōu)良的耐磨性，已經(jīng)在國民經(jīng)濟(jì)的許多行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，這主要是因?yàn)楦咩t鑄鐵通過適當(dāng)?shù)臒崽幚砉に嚺c合金變質(zhì)處理可以獲得強(qiáng)韌的基體組織和高硬度的M7C3 型碳化物。國內(nèi)外許多單位開始選用高鉻鑄鐵作為建筑機(jī)械攪拌機(jī)襯板材質(zhì)， 但高鉻鑄鐵屬于脆性材料， 韌性較差，因此如何獲得高硬

25、度的M7C3 型碳化物并使高鉻鑄鐵的硬度和韌性達(dá)到良好的配合， 綜合提高耐磨性， 一直是國內(nèi)外研究的主要課題。 25山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 實(shí)驗(yàn)材料及實(shí)驗(yàn)方法2 實(shí)驗(yàn)材料及實(shí)驗(yàn)方法2.1實(shí)驗(yàn)設(shè)備及實(shí)驗(yàn)材料2.1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備試驗(yàn)中用到的主要設(shè)備及型號(hào)列于表2.1中。表2.1 試驗(yàn)設(shè)備及型號(hào)實(shí)驗(yàn)設(shè)備設(shè)備型號(hào)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī) M-2000X射線衍射儀D/Max2500PC掃描電子顯微鏡KYKY-2800B金相試樣預(yù)磨機(jī)YM-2A拋光機(jī)P-1金相顯微鏡YM-EPI電子探針JXA-8230電子天平SL502N金相試樣鑲嵌機(jī)XQ-1洛氏硬度計(jì) HRC電火花線切割加工機(jī)床DK7732型有些設(shè)備的使用方法及

26、注意事項(xiàng)，以后章節(jié)將進(jìn)行介紹。2.1.2實(shí)驗(yàn)材料制備成分設(shè)計(jì)的主要思路是:加大含碳量以獲得足夠數(shù)量的高硬度共晶碳物。但含碳量過高，碳化物成網(wǎng)狀，脆性加大；含鉻量適當(dāng)，以保證在較低加入量時(shí)仍有足夠數(shù)量共晶碳化物生成，且鉻、碳比在此范圍內(nèi)時(shí)，基組織淬火后主要為馬氏體；進(jìn)行低溫回火處理，消除淬火應(yīng)力，以減小開裂傾向。（1）碳C 對(duì)材料的硬度影響最大，硬度隨含C 量的增加而提高。碳為生成共晶碳化物(Cr，F(xiàn)e)7C3的主要元素，共晶碳化物在耐磨性方面起重要作用。當(dāng)含C量較高時(shí)，組織中碳化物數(shù)量增多，初生碳化物粗大，硬度進(jìn)一步提高，但對(duì)基體的割裂程度增大，材料的韌性、強(qiáng)度下降，將含碳量控制在2.4%-2

27、.9%。（2）鉻高鉻鑄鐵耐磨性能主要取決于基體組織中碳化物的含量，碳化物越多，硬度越高，耐磨性能就越好。高鉻鑄鐵中共晶碳化物數(shù)量的Marafray 計(jì)算公式：M7C3(%)=12.33(C%)+0.55(Cr%)-15.2很顯然，當(dāng)含碳量相同時(shí)，Cr26的碳化物數(shù)量明顯高于Cr15。而且隨著Cr/C的提高，共晶碳化物的硬度也隨之提高，但韌性下降，易破碎，這也是生產(chǎn)Cr26高鉻鑄鐵比生產(chǎn)Cr15高鉻鑄鐵技術(shù)難度更大的重要原因之一。因此確定含鉻量在23%-28%。（3）錳Mn具有提高淬透性和很強(qiáng)的穩(wěn)定奧氏體的作用，降低馬氏體轉(zhuǎn)變開始溫度。錳量較高時(shí)，部分錳與碳化合，存在于共晶碳化物中。錳在高鉻鑄鐵

28、中既是合金元素又是常存元素，但在Cr26高鉻鑄鐵中Cr/C較高，已穩(wěn)定了奧氏體，因此控制Mn在0.5%-1.0%，同時(shí)也避免在發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變時(shí)因錳量過高而產(chǎn)生粗大的針狀馬氏體、增加殘余奧氏體數(shù)量。（4）硅高鉻鑄鐵中硅量不易過高，硅主要固溶于基體中，在共晶碳化物周邊硅濃度有所富集，而鉻的濃度降低，易形成硬而脆的馬氏體和微觀裂紋，并沿界面擴(kuò)張，是材料微觀剝落的促成因素。硅作為高鉻鑄鐵的常存元素一般控制在0.4%-1.0%。（5）鉬和鎳鉬部分固溶在基體中。鉬能提高共析轉(zhuǎn)變溫度，推遲奧氏體轉(zhuǎn)變的孕育期，使連續(xù)冷卻曲線右移，顯著降低臨界冷卻速度；鉬強(qiáng)化奧氏體脫穩(wěn)反應(yīng)，有效提高馬氏體轉(zhuǎn)變點(diǎn)Ms，是提高淬透

29、性的有效元素。但由于鉬的價(jià)格較貴，一般控制在1.5%以下。鎳無限固溶于奧氏體中，不形成碳化物，使奧氏體連續(xù)冷卻曲線右移，擴(kuò)大奧氏體相區(qū)，降低臨界冷卻速度，也降低馬氏體轉(zhuǎn)變開始溫度Ms，是穩(wěn)定奧氏體的主要合金元素。鎳在高鉻鑄鐵中的使用量一般為1.5%。鎳能提高高鉻鑄鐵的沖擊韌度和高溫耐磨性。本實(shí)驗(yàn)采用的基體實(shí)驗(yàn)材料參考KmTBCr26，其中各成分的設(shè)計(jì)含量如表2.2所示。表2.2 高鉻鑄鐵的主要成分含量合金元素CCrMnSiMoCuNiFe含量（wt）2.8270.70.61.00.80.8Balance試樣長為60mm，寬28mm，厚8mm，單個(gè)試樣體積為13.5cm3，12個(gè)試樣總體積為16

30、2cm3，取體積為140cm3，密度按8g/cm3，總質(zhì)量經(jīng)計(jì)算約為1296g，按1300g計(jì)算。需要的鉻按29%計(jì)算的質(zhì)量約為380g，以鉻鐵中含鉻量為60%的計(jì)算得到需要鉻鐵約為634g；需要錳的總量約為9.1g，以錳鐵含錳量為65%的計(jì)算，需錳鐵約為14g；鉬的總量為13g，以含鉬為60%的鉬鐵計(jì)算約為21.7g；需要硅的總量為7.8g，以硅鐵含硅量55%計(jì)算約為14.2g。2.1.3高鉻鑄鐵的鑄造（一）高鉻鑄鐵熔煉工藝要求(1)出爐溫度高鉻鑄鐵的熔點(diǎn)比一般鑄鐵高約為1200，出爐溫度約為1500，熔煉選用中頻感應(yīng)電爐。(2)爐襯采用酸性或堿性爐襯均可，爐襯的配比、打結(jié)、烘干和燒結(jié)均按常

31、規(guī)工藝進(jìn)行。(3)裝料一般按正常順序加料，先將灰生鐵、鉬鐵等難熔鐵合金裝入爐底，而后將廢鋼等按照下緊上松的原則裝填 (有助于塌料)。(4)送電熔化將電爐功率調(diào)至最大進(jìn)行熔化，由于Cr的熔煉損耗較大(約5%-15%)，故鉻鐵應(yīng)在最后加入，通常是待廢鋼全部熔化后加入烤紅的鉻鐵。 (5)脫氧待金屬爐料全部熔化并提溫至1480后，再加入錳鐵、硅鐵及鋁進(jìn)行脫氧。(6)澆注在中頻感應(yīng)爐中熔化，溫度不必太高，溫度達(dá)到1480時(shí)即可出爐，鐵液在包內(nèi)應(yīng)停留一段時(shí)間進(jìn)行鎮(zhèn)靜，視工件大小不同可在 1380-1410之間進(jìn)行澆注。（二）高鉻鑄鐵生產(chǎn)工藝要點(diǎn)(1)高鉻鑄鐵性能較差，其熱導(dǎo)率低，塑性差，收縮量大，且有大的

32、熱裂和冷裂傾向，在工藝上要將鑄鋼和鑄鐵的特點(diǎn)結(jié)合起來考慮，必須充分注意鑄件的補(bǔ)縮問題，其原則與鑄鋼件相同(采用冒口和冷鐵，且遵循順序凝固原理)。由于合金中鉻含量高，易在鐵液表面結(jié)膜，所以看起來鐵液流動(dòng)性差，但實(shí)際上流動(dòng)性較好。(2)造型宜采用水玻璃硅砂等強(qiáng)度高且透氣性好的砂型，涂料應(yīng)采用耐火度高的高鋁粉或鎂粉與酒精混合拌制。另外，為獲得細(xì)晶粒組織和好的表面質(zhì)量，在鑄件外形不太復(fù)雜的情況下，金屬型鑄造也被廣泛采用。(3)高鉻鑄鐵的收縮量與鑄鋼相近，模樣制作上其線收縮率可按1.8%-2%進(jìn)行計(jì)算。在砂型制作上，其冒口大小可按碳鋼的規(guī)定進(jìn)行計(jì)算，而澆注系統(tǒng)則按灰鑄鐵計(jì)算，但需把各截面積增加20%-3

33、0%。澆冒口的選擇應(yīng)注意兩個(gè)方面:一是要保證鑄件工作帶( 使用部位)的質(zhì)量；二是要盡量提高鑄件的成品率。(4)由于高鉻鑄件的冒口不易切除，因此造型時(shí)在冒口形式上宜采用側(cè)冒口或易割冒口。(5)在具體零件鑄造工藝設(shè)計(jì)上，要注意不能讓鑄件出現(xiàn)受阻收縮，以免造成開裂。另外，澆注后開箱溫度過高也極易造成鑄件開裂，540以下的緩冷是十分必要的，應(yīng)使鑄件在鑄型中充分冷卻，然后再開箱清砂，或開箱后先勿清砂而堆在一起( 鑄件、澆冒系統(tǒng)等)圍干砂緩冷。開箱周圍環(huán)境必須保持干燥，不得潮濕有水，否則極易造成鑄件裂紋。(6)澆注溫度要低，有利于細(xì)化樹枝晶和共晶組織，而且可避免出現(xiàn)因溫度過高而造成的收縮過大及表面粘砂等缺

34、陷。澆注溫度一般比其液相線(1290-1350)高55左右，輕小件一般控制在1380-1420，壁厚100mm以上的厚重件控制在1350-1400。由于含鉻量高，鐵水看來較冷和滯鈍，澆注溫度應(yīng)該盡可能低以獲得細(xì)晶粒組織。（7）用中頻感應(yīng)電爐熔煉時(shí)鉻的熔損因溫度和時(shí)間不同而不同， 當(dāng)很度超過1500時(shí)燒損量可達(dá)5%以上，故應(yīng)該控制熔煉溫度在1480以下。據(jù)測(cè)定當(dāng)1480時(shí)保溫2小時(shí)鉻熔損量約4%左右，為減少鉻的燒損應(yīng)該最后加入鉻鐵，這樣可使燒損降至2%以下。2.2 試樣制備、組織觀察及性能測(cè)試2.2.1 實(shí)驗(yàn)流程試樣鑄造摩擦磨損測(cè)試硬度磨平XRD拋光腐蝕金相觀察SEM電子探針2.2.3組織觀察(

35、1)金相試樣制備采用DK7732型電火花線切割加工機(jī)床對(duì)熔覆試樣切割加工，以觀察試樣的組織結(jié)構(gòu)和性能。將試樣用切成6mm×6mm×31mm，用鑲嵌機(jī)對(duì)其進(jìn)行鑲嵌并露出試樣側(cè)面，保證能看到試樣。鑲嵌具體步驟：把將要觀察的試樣的面向下放入鑲嵌機(jī)中，加入鑲嵌料，放好壓頭，蓋好頂蓋，打開電源，然后進(jìn)行加壓，要保持壓力指示燈一直處于亮的狀態(tài)，準(zhǔn)備隨時(shí)加壓，等待10分鐘左右即可。將鑲嵌好的試樣在砂布和0#，1#，2#，4#，5#，6#金相砂紙上進(jìn)行打磨。試樣要打磨平整，打磨過程中，試樣每次旋轉(zhuǎn)的度數(shù)都是90度，且應(yīng)保證每次旋轉(zhuǎn)時(shí)試樣面上的劃痕方向已經(jīng)打磨一致，按此種方法依次更換更細(xì)的砂

36、紙進(jìn)行打磨，直至最細(xì)的6#砂紙，然后在P-1型拋光機(jī)上對(duì)試樣進(jìn)行拋光，拋光時(shí)注意將劃痕的方向與拋光機(jī)砂輪旋轉(zhuǎn)的線速度方向垂直，這樣有利于更快更好的拋光試樣，最后達(dá)到試樣表面光亮沒有劃痕，洗凈并用吹風(fēng)機(jī)吹干。用HCl+HNO3配成的體積比為1:3腐蝕劑對(duì)試樣進(jìn)行腐蝕，腐蝕時(shí)間約5s，然后用水沖洗干凈，再用酒精擦拭，最后用吹風(fēng)機(jī)吹干。在沖洗試樣時(shí)最好能用脫脂棉擦洗，以保證試樣表面的清潔度，避免影響觀察金相時(shí)的效果。金相觀察后的試樣，要放入樣品袋中，保護(hù)好表面，防止氧化或是產(chǎn)生劃痕。（2）組織觀察用奧林巴斯TK-C1380型光學(xué)金相顯微鏡觀察涂層，基體的低倍顯微組織結(jié)構(gòu)，并拍攝不同放大倍數(shù)不同區(qū)域的

37、照片。掃描電鏡（SEM）在KYKY-2800型掃描電子顯微鏡上觀察碳化物高倍顯微組織結(jié)構(gòu)。拍攝不同放大倍數(shù)下試樣的照片，并分析觀察各個(gè)部分組織的變化。2.2.4物相及成分分析對(duì)于要做XRD分析的試樣，只需將試樣表面用砂紙打磨光亮平整即可，以便檢測(cè)試樣中形成的物相。做成分分析的試樣則需要按金相試樣制備的過程進(jìn)行制備。（1）物相分析具體實(shí)驗(yàn)：將做好的試樣用D/Max2500PC型號(hào)的X射線衍射儀做XRD分析，掃描角度為10°-100°，掃描速度0.05°/s，試樣表面要求平整，用砂紙進(jìn)行打磨，以免影響物相的分析結(jié)果。做完后對(duì)所得衍射峰用JADE分析軟件進(jìn)行處理，分析試

38、樣隨陶瓷相含量的變化試樣物相的變化情況。（2）成分分析用電子探針（EPMA）對(duì)試樣進(jìn)行成分分析，同時(shí)對(duì)試樣進(jìn)行能譜元素分析，主要進(jìn)行面分析、線分析和點(diǎn)分析，線分析分析從涂層結(jié)合面基體各元素的變化情況，點(diǎn)分析用于分析特定區(qū)域特定點(diǎn)的元素含量，線分析主要研究一條線上的成分變化情況，面分析主要用于研究一定區(qū)域內(nèi)的成分分布情況。2.2.5硬度檢測(cè)將試樣取5個(gè)點(diǎn)，用洛氏硬度計(jì)分別測(cè)試其硬度，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，然后取平均值作為其硬度值。2.2.6摩擦磨損實(shí)驗(yàn)M-2000摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)操作過程1、將試樣做不同時(shí)間相同載荷下的磨損實(shí)驗(yàn)。所以將3個(gè)試樣分別編號(hào)，記為1、2、3號(hào)。2、將本組試樣用酒精洗干凈，用吹風(fēng)機(jī)

39、吹干，然后用電子天平分別稱重，并記錄數(shù)據(jù)。3、本組條件載荷為150牛頓，1、2、3號(hào)試樣的時(shí)間分別為20、40、60分鐘。4、將測(cè)完的試樣再用酒精洗干凈，用吹風(fēng)機(jī)吹干，然后用電子天平分別稱重，并記錄數(shù)據(jù)。山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論3.1組織觀察3.1.1高鉻鑄鐵的組織形貌（a）200×（b）800×圖3.1 高鉻鑄鐵顯微組織照片在光學(xué)顯微鏡下觀察，高鉻鑄鐵試樣的微觀組織為典型的亞共晶白口鑄鐵組織形態(tài)，由初生奧氏體的低溫轉(zhuǎn)變組織和共晶體組成。由圖像可以看出，金相試樣在腐蝕之后，共晶組織中的基體被腐蝕掉一層，留下細(xì)長條或塊狀的東西，而且呈并排分布

40、?；w主要是由奧氏體組成，猜想呈長條或塊狀的應(yīng)該是共晶碳化物，且是在凝固過程中最先析出的初生碳化物。3.1.2 試樣的SEM微觀組織形貌(a)(b)圖3.2掃描電鏡圖像在掃描電鏡下觀察，圖像存在一些呈塊狀或針條狀的物相。由此可以推出，共晶奧氏體已經(jīng)轉(zhuǎn)變針狀的馬氏體和少量的殘留奧氏體，沒有二次碳化物析出。高溫下初生奧氏體在轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體之前已經(jīng)析出大量的二次碳化物。3.2 XRD數(shù)據(jù)分析圖3.3 XRD衍射圖分析高鉻鑄鐵的XRD衍射圖結(jié)果可以看出：(1)高鉻鑄鐵中含有馬氏體，奧氏體，碳化鉻等主要組織；(2)由衍射圖可知，高鉻鑄鐵中的碳化物為Cr7C3，碳化物的晶面衍射峰與奧氏體、馬氏體不同程度重迭

41、，碳化物與奧氏體，與馬氏體的的晶面衍射峰嚴(yán)重重迭，與奧氏體的晶面衍射峰弱重疊，衍射峰弱重疊的影響可忽略不計(jì)；(3)衍射圖中所體現(xiàn)的元素與設(shè)計(jì)的成分基本吻合。3.3 電子探針（a） （b）圖3.4試樣的電子探針圖表3.1 圖3.4標(biāo)識(shí)區(qū)域的成分元素重量原子百分比百分比C K11.2936.02Cr K60.9944.95Mn K1.320.92Fe K26.4018.12總量100.00 （a） （b）圖3.5試樣的電子探針圖表3.2圖3.5標(biāo)識(shí)區(qū)域的成分元素重量原子百分比百分比C K3.8015.15Si K1.732.95Cr K16.0814.82Mn K1.090.95Fe K75.56

42、64.82Cu L1.741.31總量100.00（a） （b）圖3.6試樣的電子探針圖表3.3圖3.6標(biāo)識(shí)區(qū)域的成分元素重量原子百分比百分比C K4.5217.61Si K1.833.06Cr K15.8914.31Mn K1.130.96Fe K74.9862.85Cu L1.651.22總量100.00分析圖3.4電子探針圖可知，此區(qū)域含有大量碳元素和鉻元素，應(yīng)該屬于碳化物。分析圖3.5電子探針圖可知，此區(qū)域含有大量鐵元素和鉻元素，應(yīng)該屬于基體組織。分析圖3.6電子探針圖可知，此區(qū)域含有大量碳元素和鉻元素，但相比圖3.5鐵元素含量降低，碳元素含量有所增加，此區(qū)域應(yīng)屬于基體組織與碳化物交混

43、的區(qū)域。3.4 硬度分析試樣12345HRC4445454748表3.4硬度測(cè)試結(jié)果在試樣表面取5個(gè)點(diǎn)分別測(cè)試其硬度，記錄數(shù)據(jù)取平均值為約為46HRC。由資料得，普通鑄鐵經(jīng)過熱處理之后的洛氏硬度值約為40-48HRC。硬度測(cè)試結(jié)果如上所示，由此可知，未經(jīng)處理的試驗(yàn)用高鉻鑄鐵的洛氏硬度值一般為46左右，硬度較未經(jīng)處理的普通鑄鐵高。3.5 磨損量分析圖3.7磨損量結(jié)果相同的載荷不同時(shí)間下的磨損量如上圖所示由以上圖表可知，在相同的載荷下，高鉻鑄鐵的磨損量隨著時(shí)間的延長而呈線性增長的趨勢(shì)。3.6 磨損形貌分析 （a）400倍 (b) 800倍圖3.8 兩圖均是載荷為150N時(shí)間為20分鐘的磨損形貌圖

44、（a）400倍 (b) 800倍圖3.9 兩圖均是載荷為150N時(shí)間為40分鐘的磨損形貌圖 （a）400倍 (b) 800倍圖3.10 兩圖均是載荷為150N時(shí)間為60分鐘的磨損形貌圖從以上的形貌圖上可以清晰的看到磨痕，黑色的塊狀物應(yīng)該是碳化物，白色的應(yīng)該是基體組織。在形貌圖的邊上可以看到因沖擊而形成的磨痕,這是由磨輪反復(fù)沖擊磨面時(shí)形成的。山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 結(jié)論4.結(jié)論本實(shí)驗(yàn)通過對(duì)高鉻鑄鐵進(jìn)行成分設(shè)計(jì)，制備以及金相觀察，電子探針，XRD衍射分析和掃描電鏡以及摩擦磨損等實(shí)驗(yàn)得知以下結(jié)論：(1)高鉻鑄鐵的主要元素包括碳、鉻、鐵、錳、硅、鉬、鎳等元素；(2)高鉻鑄鐵的組織包括碳化鉻、馬氏體和

45、奧氏體等；(3)高鉻鑄鐵中的碳化物主要是Cr7C3，基體為馬氏體和殘余奧氏體；(4)高鉻鑄鐵的耐磨性取決于共晶碳化物和金屬基體。碳化物的數(shù)量、形態(tài)和組織結(jié)構(gòu)直接影響到耐磨性和韌性，而碳化物和金屬基體是由其化學(xué)成份決定的。44山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1 蘇丹釩鈦高鉻鑄鐵及其耐磨機(jī)理的研究D遼寧：遼寧工程技術(shù)大學(xué)，20052 子澍展望高鉻鑄鐵的發(fā)展J鑄造技術(shù)，2008，10（29）：1417-14203 陳祖欣高鉻鑄鐵的應(yīng)用J有色金屬（選礦部分），1991，4（22）：58-644 宛農(nóng)，董建新，謝錫善15Cr系高鉻鑄鐵組織特征的熱力學(xué)分析J鑄造，2005，4（54）：11-15

46、5 毛雙亮，水恒勇，陳閃閃，趙愛民Cr26 型高鉻鑄鐵組織性能及其熱處理工藝D.北京科技大學(xué)冶金工程研究院，2011，9：31-346 任福戰(zhàn)，趙維民，王如，李海鵬，宋志武高鉻鑄鐵里的碳化物形貌對(duì)力學(xué)性能的影響J中國鑄造裝備與技術(shù)2007，2：23-257 馮曉冉，張建寶大型高鉻鑄鐵護(hù)套的鑄造工藝J鑄造技術(shù)2012，4：21-238 楊威，潘健，黃智泉.高鉻鑄鐵合金研究與發(fā)展的探討J新世紀(jì)水泥】導(dǎo)報(bào)，2010，1(1)：42-47 9 盧杉.超高鉻鑄鐵成分對(duì)性能的影響J.焦作大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，4（4）：53-5410 張北勝.抗磨鑄鐵抗磨性及韌性的探討J鄭州工業(yè)高等?？茖W(xué)校報(bào)，1997，13

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49、009，3(30)：325-32917 徐冬青耐磨高鉻白口鑄鐵J江蘇冶金，1989，(4)：31-3418 Tabrett C P，Sare I RThe effect of heat treatment on the wear resistance of alloy white ironJWear1997，(5)：205-20819 J.M.Bereza，徐治巖顯微組織對(duì)高鉻白口鑄鐵抗磨性和抗沖擊性的影響J現(xiàn)代鑄鐵，1982，(2)：51-5320 蘇應(yīng)龍，張學(xué)昆，馬黛妮.高鉻抗磨鑄鐵韌性的提高J北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)1998，(4)：51-5421 張山綱，張劍波，朱保鋼，李計(jì)云，趙建軍，張秀梅

50、.高碳高鉻白口鑄鐵材料及其應(yīng)用J鑄造技術(shù)， 2005，(9)：842-845山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 致謝致 謝在本論文的寫作過程中，我的導(dǎo)師宋強(qiáng)老師傾注了大量的心血，從選題到開題報(bào)告，從寫作提綱，到一遍又一遍地指出每稿中的具體問題，嚴(yán)格把關(guān)，循循善誘。在實(shí)驗(yàn)過程中多次指點(diǎn)我完成實(shí)驗(yàn)，并給予我諸多在未來學(xué)習(xí)工作中能用的上的做人做事的經(jīng)驗(yàn)。在此我表示衷心感謝。同時(shí)我還要感謝在我畢業(yè)設(shè)計(jì)期間給我極大關(guān)心和支持的各位老師以及給我很多幫助的師哥師姐們。 寫作畢業(yè)論文是一次再系統(tǒng)學(xué)習(xí)的過程。畢業(yè)論文的完成，同樣也意味著新的學(xué)習(xí)生活的開始。山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 附錄附 錄1.外文文獻(xiàn)原文2.

51、外文文獻(xiàn)譯文微觀評(píng)價(jià)耐磨高鉻，高碳鑄鐵摘要組織了一系列的實(shí)驗(yàn)高碳高鉻鑄鐵，審查了光學(xué)和電子顯微鏡來確定的機(jī)制，賦予其抗磨損的影響減少鐵顆粒在550°C樣品鑄造以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的數(shù)額不同的碳化物形成元素是不同的。這些合金的顯微組織被發(fā)現(xiàn)由一個(gè)主要網(wǎng)狀物M7C3碳化物包圍的奧氏體基體和共晶碳化物。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，大小分布的初晶初生碳化物影響磨損，但沒有發(fā)現(xiàn)不同的成分鑄鐵之間的硬度和磨損的相關(guān)性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，合金鑄件最大數(shù)量鉬顯示最低的耐磨性。掃描電子顯微鏡的低磨損樣品數(shù)據(jù)表明本地化鉬在初生碳化物。關(guān)鍵詞：組織，碳化物，腐蝕，磨損，合金鑄鐵，鑄件緒論高碳高鉻鑄鐵，常用在工業(yè)條件受到摩擦和磨損類似

52、的環(huán)境中遇到的采礦或煤米爾斯和水泥粉磨。大多數(shù)這些操作進(jìn)行了在環(huán)境溫度接近并有一個(gè)缺乏數(shù)據(jù)或信息的行為在高溫度。這種知識(shí)是需要在發(fā)展新工藝，如氣動(dòng)運(yùn)輸直接還原鐵顆粒，其中該材料從反應(yīng)器的電弧爐高壓力和流速，溫度高于500°C .這些鑄鐵的微觀結(jié)構(gòu)由網(wǎng)絡(luò)初生碳化物，一起舉行了一個(gè)樹突狀矩陣可以是馬氏體，鐵素體，或奧氏體，不同的化學(xué)成分的合金，和冷卻條件和熱循環(huán)對(duì)后固化材料陽離子其他碳化物也可以在鑄造；一些結(jié)果共晶凝固陽離子或可能的結(jié)果分解和沉淀促進(jìn)熱處理。這些合金碳化物的發(fā)現(xiàn)可能是M7C3，MC，M3C，或M23C6類型，取決于數(shù)額鉻等碳化物形成元素添加到鑄鐵。預(yù)計(jì)在高鉻耐磨，高碳鑄鐵

53、是受影響的數(shù)量，形狀，大小，分布的不同類型的碳化物，因?yàn)樗怯涗浽诎傅腗7C3型碳化物在不同硬度1200 - 1600高壓范圍，而對(duì)M3C范圍從800至1100高壓這項(xiàng)工作的目的是目前的結(jié)果當(dāng)組織一系列的高鉻，高研究了碳鑄鐵。樣品本研究是受到影響，在550°丙顆粒還原鐵。實(shí)驗(yàn)步驟八個(gè)不同的標(biāo)本準(zhǔn)備，以下不同考慮到不同的組織對(duì)高鉻，高碳鋼鑄件。它是理想的獲得初生碳化物M7C3型的分散在奧氏體基體，和鉬的加入增加耐高溫。硅量保持在0.3%左右，避免問題，獲得碳當(dāng)量高于共晶點(diǎn)確保形成初生碳化物。鎳和錳的含量分別為被定為2.5和6%，促進(jìn)奧氏體。這些微觀結(jié)構(gòu)條件被選定為材料的目的承受摩擦產(chǎn)生

54、的氣動(dòng)運(yùn)輸降低鐵顆粒在溫度高于500°C。它是計(jì)劃保持不同碳含量和鉻，但它是不可能的，演員的聲音樣品在所有實(shí)驗(yàn)條件。因此，它決定改為維修水平之比的等效鉻含量（元件）的等效價(jià)值的碳（行政長官），這是計(jì)算實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑谠O(shè)計(jì)水平分別為4和7鉻碳比，1%和2.6% 鉬0.6%1.2%除釩加鈦。表1顯示實(shí)際獲得的組合物。實(shí)驗(yàn)標(biāo)本融化在空氣中的一個(gè)感應(yīng)爐與總?cè)萘?5公斤，倒金屬鑄塊模具約200毫米寬，高150毫米和10毫米厚度。所用的樣本這項(xiàng)研究被切斷從底部和中心這些錠。試樣磨損試驗(yàn)是25×38×5毫米在大小和相鄰塊用于金相檢查。圖1 實(shí)驗(yàn)鑄件鐵豐富的區(qū)域的鉻鐵圖表顯示這項(xiàng)測(cè)試是對(duì)鑄態(tài)樣品，這是地面和拋光后的標(biāo)準(zhǔn)程序。顯微組織觀察后蝕刻用著色試劑1克k2s2o5和0.5毫升的鹽酸100毫升的水；1個(gè)8個(gè)樣本浸泡在新鮮使蝕刻劑的時(shí)