铸铁磨损性能研究

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1、XI'ANTECHNOLOGICALUNIVERSITY铸铁系耐磨材料题目：咼辂白口铸铁耐磨概述院系：材料与化工学院专业：金属材料工程班级：学号：—姓名：摘要高锯铸铁是白口铸铁中一类很重耍的高合金白口铁，它以比合金钢高得多的耐磨性和比一般白口铸铁高得多的韧性、强度，同时它还兼有良好的抗高温和抗腐蚀性能，加之生产便捷、成本适中，而被誉为当代最优良的抗磨料磨损材料之一，在矿山、冶金、建材和化工等行业仍得到广泛的应用。其显微组织中存在着高硬度(1200HV〜1800HU)的(Cr,Fe)7C3型共晶碳化物，且彼此孤立分布而不连成网状，因而具有较高的韧性。采用高温淬火(即去稳处理)后回火和通过亚

2、临界处理两种方法可以显著改善高辂白口铸铁的组织和使用性能，从而获得最佳的综合性能。研究表明，含有大量残留奥氏体的铸态高銘口口铸铁通过亚临界处理可以使其中的残留奥氏体发生马氏体转变而使其硬化［2〜10］。与高温淬火相比,采用亚临界处理可以避免铸件畸变和开裂以及降低生产成本，因此对于大型铸件常采用亚临界处理。关键词；高鎔白口铸铁、制备工艺、热处理工艺、性能以及应用1高辂白口铸铁1.1高铮白口铸铁指含钻量在12%〜28%之间的白口铸铁。其共品组织由M7C3型碳化物和奥氏体或其他转变产物所组成。M7C3型碳化物呈六角形杆状以及板条状分布在基体当屮，连续程度大为降低，碳化物对基体的破坏大大减小。因

3、而高縮白口铸铁的韧性优于低钻白口铸铁和大部分合金钢。同时若把基体退火成珠光体后，述可以进行机械加工。这种碳化物不但硕度很高，述赋予铸铁很高的强度，若以3mm直径的高珞白口铸铁试样作定向凝固，以使M7C3型碳化物规则排列，其抗拉强度可高达3100MPa。1.2高钮口口铸铁屮各基体的显微硬度；铁素体70〜200HV、珠光体300〜460HV、奥氏体300〜600HV、马氏体500〜lOOOHVo由其硕度可观马氏体的硕度最高，其磨料磨损抗性也最好所以一般希望得到马氏体。例如；一种15Cr3Mo高銘铸铁基体不同时磨损情况也不同。如下表；基体组织硬度（HBW凿削磨料磨损比实验室颛式破碎机碾磨磨损失

4、重（g）珠光体4060.410.14奥氏体5640.090.08马氏体8400.040.042高钻白口铸铁化学成分、组织Cr和C是高铅白口铸铁中两种重要的合金元素。Cr和C有助于增碳化物的数量，这将使得耐磨性能提高而韧性降低，Cr增加碳化物数量的效果远比C差，工艺上常用C来调整碳化物数目。碳化物数量可用下式估算；碳化物含量（％）=12.33（C%）+0.55（Cr%）-15.2另一方面銘与碳的比值Cr/C,影响铸铁中M7C3型碳化物的和对数量，一般Cr/C大于5就能获得大部分的M7C3型碳化物；同时珞碳比越高，铸铁的淬透性也增加下图将表示辂碳比与工件最大淬透直径的关系。多数高辂铸铁的含钻

5、量13%〜20%范围内，碳量在2.5%〜3.3%范围内，其銘碳比大约为4〜8。图中可看不含其他元素的高銘铸铁，空淬能淬透的最大直径为20nwi,说明淬透性是很低的,要提高淬透性需要加入其他合金元素。Cr/C生产中一般采用亚共品高锯铸铁，共晶碳量在CN5%时,约为3.6%,在Cr20%吋，约为3.2%,在Cr25%时，则降为3.0%,高銘铸铁中常还含有钥、镒和铜，以提高淬透性。由上图可以看岀，钳元素具有明显提高淬透性作用，特别在钮含量较高的吋候作用更加明显。钳元素在各相中的分配如下；约有50%进入M02C中，约有25%进入M7C3型碳化物中，溶入基体的钳量（％）=0.23（%Mo）-0.0

6、29基体屮的钳量大约占总含量的23%左右，这部分能直接起到提高淬透性的作用，钮对马氏体开始转变温度Ms影响不大，钮如能与铜猛联合使用则提高淬透性的效果会更好。铜不溶于碳化物，完全溶于金属基体中，因此可以充分发挥它提高淬透性的作用，但铜降低Ms温度，会造成较多的残余奥氏体，且铜在奥氏体中的溶解度也不高，一般在2%左右。猛既能进入碳化物又溶解于基体中，猛对稳定奥氏体很有效果，猛和鋁联合使用时对提高淬透性非常有效，例如：C2.8%〜3」％、Si0.3%~0.7%、CN2%~14%的高钻铸铁，用Mn3.6%只能淬透40mm,用Mo0.6%只能淬透10mm,但同时用Mo0.6%和Mn3.6%,则能

7、淬透150mm,由于Mn剧烈降低Ms温度，故一般控制在1.0一下。硅在铸铁中是降低淬透性的元素，因此一般控制在0.3%〜0.8%之间。3高铅铸铁的铸造工艺高辂白口铸铁与其他白口铸铁类似，具有热导率低、收缩性大、塑性差、切削性能也差的特点。在实际生活屮，许多高鎔铸铁件寿命短的原因，并不是因为金相组织不符合要求，往往是铸件内部存在缩松、气孔、夹杂等原因所造成的缺陷引起的。白口铸铁的铸造工艺应结合铸钢和铸铁的特点。充分不缩，其原则与铸钢件