【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 卻的鑄件中，基體硬度均隨含量的提高而上升。硅的固溶強(qiáng)化作用強(qiáng)于錳、鎳、鉻、鎢鉬、釩。能顯著提高奧氏體中奧氏體及其轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的彈性極限、屈服強(qiáng)度、屈服比以及疲勞強(qiáng)度。這些強(qiáng)度性質(zhì)的改善，對(duì)于提高材料的抗磨能力是有益的。溶于奧氏體中的硅可減少鉻的溶解量。因而，亞共晶高鉻鑄鐵含碳量較高時(shí)，共晶碳化物的含鉻量增加。這對(duì)于既有M7C3型碳化物，又有M3C 型碳化物的高鉻鑄鐵來(lái)說(shuō)，將使M3C 型碳化物增加[15]。選用含硅量較高的高鉻鑄鐵時(shí)，還應(yīng)注意的一個(gè)問(wèn)題是: 硅會(huì)使材料的脆性轉(zhuǎn)變溫度提高。特別是制造承受沖擊載荷的零件更應(yīng)注意這個(gè)問(wèn)題。% ～ %。錳：在高鉻鑄鐵中錳既是常存元素也是有用的合金元素，錳對(duì)高鉻鑄鐵凝固過(guò)程的主要影響是改變初生奧氏體的析出溫度和合金凝固溫度范圍。由于錳對(duì)凝固過(guò)程的這些影響，使含錳較高的高鉻鑄鐵初生奧氏體枝晶細(xì)化，數(shù)量增加，相應(yīng)地減少了共晶組織的尺寸。錳還可以提高高鉻鑄鐵的回火抗力。隨含錳量的增加，最高回火硬度有降低的趨勢(shì)，而且達(dá)到最高回火硬度所需的時(shí)間增加。存在于奧氏體中的錳有推遲鉻原子擴(kuò)散的傾向，這說(shuō)明錳量越高達(dá)到最高回火硬度所需時(shí)間也越長(zhǎng)的原因。鉻、錳含量較高的奧氏體組織，具有較好的韌性、塑性和加工硬化性質(zhì)。在沖擊載荷或壓應(yīng)力作用下，容易誘發(fā)成馬氏體使工件表面形成硬化層，提高抗磨能力。錳推遲珠光體轉(zhuǎn)變?cè)杏凇５谝欢l件下，對(duì)貝氏體轉(zhuǎn)變卻有促進(jìn)作用。調(diào)整高鉻鑄鐵的鉻碳比、硅錳比( 提高硅含量) 、控制合適的加錳量，還可以通過(guò)熱處理( 鑄件奧氏體化后空冷) 手段制造出具有奧氏體－ 貝氏體組織的高鉻鑄鐵，這種高鉻鑄鐵的綜合的機(jī)械性能和抗磨能力都是很好的，故這里選取含Mn: % ～ % 。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。在高鉻鑄鐵中，它和銅有相似的作用，有助于降低合金的冷卻臨界冷卻速率，但同時(shí)也使Ms 點(diǎn)降低，含鎳量越高，Ms 點(diǎn)越低，% 時(shí)，鑄態(tài)組織中過(guò)冷奧氏體的存在是難以避免的[16]。鎳降低Ms 點(diǎn)的作用弱于錳。鎳是比較稀貴的元素，應(yīng)該注意節(jié)約使用。一般為少量。 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。表15淬火溫度與硬度的關(guān)系處理方式宏觀硬度（HRC）微觀硬度（HV）基體碳化物未變質(zhì)＋950℃淬火56761未變質(zhì)＋1000℃淬火789未變質(zhì)＋1050℃淬火57766變質(zhì)＋950℃淬火782變質(zhì)＋1000℃淬火63818變質(zhì)＋1050℃淬火61791從上表可以看出變質(zhì)處理后1000℃淬火時(shí)，硬度值最高。淬火溫度較低時(shí)，二次碳化物析出較多，平衡奧氏體中C和Cr含量較少，淬成馬氏體時(shí)馬氏體較軟，硬度較低；淬火溫度過(guò)高時(shí)，奧氏體達(dá)平衡時(shí)的C和Cr含量較高，使C曲線(xiàn)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。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/Jcm2由表16看出回火溫度可維持到450℃左右，之后硬度便開(kāi)始下降。淬火后的高鉻鑄鐵具有很高的抗回火性能，這是因?yàn)樵?50℃馬氏體分解導(dǎo)致硬度明顯下降；同時(shí)馬氏體及殘留奧氏體中析出碳化物，并有部分殘余奧氏體分解，導(dǎo)致硬度升高。二者共同作用致使硬度下降不明顯。沖擊韌度在450℃回火時(shí)最好，450℃之前回火轉(zhuǎn)變以馬氏體分解為主，從而表現(xiàn)為韌度值增加。450℃之后回火轉(zhuǎn)變以殘留奧氏體的分解為主，韌性下降[17]。高鉻鑄鐵有著廣泛的應(yīng)用：高鉻鑄鐵在球磨機(jī)上的應(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(zhǎng)治鋼鐵（集團(tuán)）公司為了改進(jìn)鑄鐵球的致密度，減少熱裂，通過(guò)加入不同的稀土元素，來(lái)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(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(chē)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(lái)少了一半。，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]。在使用高鉻鑄鐵磨球時(shí)，必須考慮到實(shí)際工況條件。尤其是與之相配的襯板必須有足夠的硬度，否則磨損過(guò)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。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(mén)廣泛應(yīng)用于輸送高濃度渣漿，其四大過(guò)流件如蝸殼、葉輪、前護(hù)板和后護(hù)板等在工作過(guò)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(guò)流部件成為冶金礦山行業(yè)常見(jiàn)的易損件。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。高鉻鑄鐵是渣漿泵過(guò)流件的理想候選材料，通過(guò)碳、鉻含量水平的調(diào)整或選擇，可以獲得不同工礦條件下過(guò)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[2]。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。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[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100mm140mm的鑄件上。厚大截面的磨輥襯板需要有一定抗沖擊能力的高鉻鑄鐵品種，用于大型水泥立磨。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]。高鉻鑄鐵在破碎機(jī)鄂板上的應(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(wèn)題變得越來(lái)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(wèn)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[5]。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[6]。 本領(lǐng)域存在的問(wèn)題（1）在過(guò)共晶超高鉻鑄鐵中尤其是含碳量達(dá)到5%以上時(shí)初生M7C3型碳化物數(shù)量多且形態(tài)過(guò)于粗大降低沖擊韌度與耐磨性。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)用變質(zhì)與激冷等工藝措施細(xì)化球化碳化物時(shí)可顯著提高耐磨性能但使碳化物細(xì)化與團(tuán)球化的技術(shù)離實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用還有很大距離。（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?xún)r(jià)比有廣闊的應(yīng)用前景。但目前的應(yīng)用范圍僅限于磷酸腐蝕工況需要進(jìn)一步推廣。（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。（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(lèi)型的獲得及磨損機(jī)理研究等領(lǐng)域。國(guó)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(kāi)發(fā)的研究二十多年來(lái)，國(guó)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