【正文】 體達(dá)平衡時(shí)的C和Cr含量較高，使C曲線右移，空淬時(shí)有部分奧氏體殘留，從而使硬度降低；只有淬火溫度適中，空淬時(shí)才能全部淬成馬氏體，得到較高的硬度值。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。停機(jī)開(kāi)倉(cāng)檢查無(wú)明顯破碎變形磨球，%，使用效果良好[1]。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[2]。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(wèn)題變得越來(lái)越突出。（3）對(duì)超高鉻鑄鐵的基礎(chǔ)研究還十分薄弱如對(duì)成分、組織、熱處理工藝與性能之間的關(guān)系缺乏系統(tǒng)研究，對(duì)失效機(jī)理的分析工作亦十分薄弱。 第2章 實(shí)驗(yàn)方法 實(shí)驗(yàn)材料 合金成分高鉻鑄鐵的組織和性能與其成分有很大的關(guān)系。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。(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。下圖（22）為沖擊試樣圖[20] 圖22 沖擊試樣 測(cè)試樣的洛氏硬度值試驗(yàn)所用的硬度計(jì)為HR150T型洛式硬度計(jì)，從做完沖擊試驗(yàn)的鑄件中隨機(jī)抽取一根進(jìn)行硬度檢測(cè)，在鑄件的不同部位測(cè)量3點(diǎn)，取其平均值為該組高鉻鑄鐵的硬度值（HRC）。%時(shí)，碳化物由長(zhǎng)條狀變短，組織得到細(xì)化，%時(shí)，碳化物進(jìn)一步變短，呈現(xiàn)團(tuán)塊狀，分布更加均勻。 另一方面，當(dāng)加熱溫度超過(guò)其共析轉(zhuǎn)變溫度時(shí)，隨著加熱溫度的升高，奧氏體中碳元素及合金元素的溶解度也隨之升高。（c）%時(shí)的斷口形貌。 洛氏硬度 釩含量對(duì)洛氏硬度的影響表32 試樣的釩含量與洛氏硬度值釩含量0%%測(cè)量值1測(cè)量值2測(cè)量值3平均值 洛氏硬度圖圖35 釩含量與洛氏硬度坐標(biāo)圖 結(jié)果分析在試樣中加入釩元素后，釩在結(jié)晶時(shí)可作為外來(lái)核心，明顯控制結(jié)晶過(guò)程中晶粒長(zhǎng)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，改善性能。她嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。%的高鉻鑄鐵中，隨釩含量增加，沖擊韌度增加，硬度也相應(yīng)增加。在保溫時(shí)間相同的條件下, 隨淬火溫度的提高, 合金元素和碳能較多地固溶于奧氏體中, 增加奧氏體的穩(wěn)定性, 降低了MS點(diǎn), 使殘余奧氏體有所增加, 因而使韌性提高。（b）%時(shí)的斷口形貌。二次碳化物的析出，將使此時(shí)的奧氏體中的合金元素及碳元素含量降低， 并且相應(yīng)地提高了開(kāi)始馬氏體轉(zhuǎn)變溫度及馬氏體轉(zhuǎn)變終了溫度，從而有利于在空淬過(guò)程中增加馬氏體數(shù)量和減少殘余奧氏體量。未加釩的組織中碳化物比較粗大，呈長(zhǎng)片狀或長(zhǎng)條狀，有尖銳棱角，并以網(wǎng)狀碳化物存在?；鼗饻囟冗x取為260℃，使鑄件淬火后的的組織趨于均勻。(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)均按常規(guī)工藝進(jìn)行。為了獲得孤立的M7C3型化合物，避免網(wǎng)狀碳化物的生成，應(yīng)嚴(yán)格控制鑄鐵中的Cr/C?？傊?，國(guó)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)格比方面都取得了顯著成果。（2）從金相組織與性能特點(diǎn)看亞共晶超高鉻鑄鐵在腐蝕磨損條件下具有優(yōu)良的性價(jià)比有廣闊的應(yīng)用前景。沈陽(yáng)重型機(jī)械集團(tuán)有限責(zé)任公司開(kāi)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[4]。國(guó)內(nèi)外渣漿泵過(guò)流部件所用材料主要有不銹鋼、高鉻鑄鐵和鎳硬鑄鐵。中國(guó)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。450℃之后回火轉(zhuǎn)變以殘留奧氏體的分解為主，韌性下降[17]。 高鉻鑄鐵的性能只有碳化物得到的基體強(qiáng)有力支撐不剝落，軟的基體剝落后，硬的質(zhì)點(diǎn)起到抗磨作用，這種組織才能耐磨。錳推遲珠光體轉(zhuǎn)變?cè)杏凇? ～ %。硅的固溶強(qiáng)化作用強(qiáng)于錳、鎳、鉻、鎢鉬、釩。碳化物含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）可用下式估算：碳化物含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）（%）=【W(wǎng)（C）】+【W(wǎng)（C）】%[14]鉻除與碳形成碳化物外，尚有部分溶解于奧氏體中提高淬透性，當(dāng)碳量不變?cè)黾鱼t量，或鉻量不變降低碳量，均能使淬透性提高。M7C3的硬度達(dá)1200～1 800 HV, 六方晶系。高鉻鑄鐵的熱處理有高溫?zé)崽幚怼喤R界熱處理等[12]。高鉻鑄鐵的碳化物析出過(guò)程非常緩慢,就導(dǎo)致了凝固時(shí)形成的A 常常過(guò)飽和C 和Cr ,并且非常穩(wěn)定,當(dāng)溫度降到1 175 ℃時(shí),出現(xiàn)了四相包晶反應(yīng)平臺(tái),但在此平臺(tái)溫度以下,仍然得到A 相和碳化物相[11]。1974年為紀(jì)念國(guó)際GIFA，在杜賽爾多夫展覽會(huì)上展示了名為“神秘1號(hào)”和“神秘2號(hào)”[9]。C保溫410h,緩冷至600186。C保溫26h，出爐空冷 200300186。 高鉻鑄鐵屬金屬耐磨材料、抗磨鑄鐵類鉻系抗磨 鑄鐵的一個(gè)重要分支，是繼普通白口鑄鐵、鎳硬鑄鐵而發(fā)展起來(lái)的第三代白口鑄鐵。剛凝固下來(lái)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。但高鉻鑄鐵屬于脆性材料，韌性較差。 wear resistance。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(guò)硬度測(cè)試，沖擊實(shí)驗(yàn)進(jìn)行性能檢測(cè)。 關(guān)鍵詞：高鉻鑄鐵；鑄造；耐磨性；摩擦磨損； Abstract Because of its superior performance,所以提高高鉻鑄鐵的硬度和沖擊韌性一直是各位學(xué)者的工作方向。 課題背景 課題背景高鉻鑄鐵是繼普通白口鑄鐵﹑鎳硬鑄鐵發(fā)展起來(lái)的第三代耐磨材料。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。我國(guó)抗磨白口鑄鐵國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T8623）規(guī)定了高鉻白口鑄鐵的牌號(hào)、成分、硬度及熱處理工藝和使用特性。C保溫48h,緩冷至600186。C保溫28h，出爐空冷或爐冷 KmTBCr269601060186。 組織結(jié)構(gòu)普通白口鑄鐵的共晶組織一般為萊氏體形:A Fe3C ,滲碳體在A 的枝晶間的孔隙中發(fā)芽生長(zhǎng),形成了以滲碳體為基礎(chǔ)的蜂窩狀的萊氏體組織。然而,既使在高溫時(shí)碳化物的析出也是很慢的,在中等冷速、室溫時(shí)仍可能有顯著數(shù)量的過(guò)飽和A殘留。高溫?zé)崽幚淼慕M織中,基體組織為M和少量殘余奧氏體,另布有細(xì)顆粒二次碳化物。提高含碳量, 增加碳化物數(shù)量, 提高耐磨性。含硅2% 以上的高鉻鑄鐵，大部分共晶碳化物趨于孤立狀態(tài)。溶于奧氏體中的硅可減少鉻的溶解量。錳還可以提高高鉻鑄鐵的回火抗力。鑷：鎳不溶于碳化物，而無(wú)限固溶于鐵，有擴(kuò)大鐵的奧氏體相的作用，是穩(wěn)定的奧氏體的主要的合金元素。表16 1000℃時(shí)淬火試樣的硬度和韌度回火溫度/℃250350450550硬度（HRC）646159韌度/J磨球既要有高的耐磨性，又要有高的韌性。在使用高鉻鑄鐵磨球時(shí)，必須考慮到實(shí)際工況條件。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(guò)流件的新材料。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(wèn)題已引起了人們的重視。（4）)超高鉻鑄鐵系高合金材料鑄造性能不佳要使之穩(wěn)定生產(chǎn)在鑄造生產(chǎn)工藝方面還要做大量的工作 高鉻鑄鐵的研究現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)鑄造工作者關(guān)于鉻系白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。選擇成分時(shí)必須依據(jù)下列兩個(gè)條件：（1） 碳化物的形態(tài)、數(shù)量、分布（2） 基體組織的調(diào)整。(2)高鉻鑄鐵的收縮量與鑄鋼相近，%2%進(jìn)行計(jì)算[19]。 (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。 斷口形貌觀察從擺錘式?jīng)_擊斷裂試樣上截取斷口部分，經(jīng)丙酮清洗后在掃描電子顯微鏡（SEM）下進(jìn)行