合金化对高铬铸铁相析出的影响.pdf

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1、第４０卷第７期Ｖｏｌ畅４０Ｎｏ畅７２０１５年７月ＨＥＡＴＴＲＥＡＴＭＥＮＴＯＦＭＥＴＡＬＳＪｕｌｙ２０１５合金化对高铬铸铁相析出的影响１１１２李秀兰，周新军，谢文玲，马幼平（１．四川理工学院机械工程学院，四川自贡６４３０００；２．西安建筑科技大学冶金工程学院，陕西西安７１００５５）摘要：添加多元微量合金元素Ｖ、Ｔｉ、Ｎｂ和Ｍｏ到２．８Ｃ-３１Ｃｒ合金中制备多元铬系合金，从合金热力学析出角度，通过计算分析Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂ在多元体系中的存在方式，探讨添加的合金元素对高铬铸铁凝固组织中碳化物析出的影响。结果表明，Ｔｉ和Ｎｂ在高铬铸铁凝固过程中主要形成ＴｉＣ和Ｎｂ

2、Ｃ，Ｖ主要存在于合金化合物ＶＣｒ２Ｃ２和ＶＣｒＦｅ８中。先析出的ＴｉＣ和ＮｂＣ能充当碳化物异质形核基底，增加形核率使组织细化。但添加过量的合金元素却削弱了对碳化物的细化作用。关键词：高铬铸铁；热力学；动力学；多元微合金化中图分类号：TG143．7文献标志码：A文章编号：0254-6051（2015）07-0078-04Influenceofalloyingonphaseprecipitationofhighchromiumcastiron１１１２ＬｉＸｉｕｌａｎ，ＺｈｏｕＸｉｎｊｕｎ，ＸｉｅＷｅｎｌｉｎｇ，ＭａＹｏｕｐｉｎｇ（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈ

3、ａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｉｃｈｕａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＺｉｇｏｎｇＳｉｃｈｕａｎ６４３０００，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉ摧ａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉ摧ａｎＳｈａａｎｘｉ７１００５５，Ｃｈｉｎａ）Abstract：Ｔｈｅｃｈｒｏｍｉｕｍａｌｌｏｙｗａｓｐｒｅｐａｒｅｄｆｒｏｍ２．８ｗｔ％ｃａｒｂｏｎａｎｄ３１．０ｗｔ％ｃｈｒｏｍｉｕｍｂｙｔｈｅａｄｄｉｔｉｏｎｓｏｆｔｒａｃｅｍｕｌ

4、ｔｉ-ａｌｌｏｙｉｎｇｅｌｅｍｅｎｔｓ（Ｔｉ，Ｎｂ，Ｖ，Ｍｏ）．ＴｈｅｅｘｉｓｔｅｎｃｅｆｏｒｍｓｏｆＴｉ，Ｎｂ，Ｖｉｎｍｕｌｔｉｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｙｓｔｅｍｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄｂｙｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｆｒｏｍｔｈｅａｌｌｏｙｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆａｄｄｉｔｉｏｎｓｏｆａｌｌｏｙｅｌｅｍｅｎｔｓｏｎｃａｒｂｉｄｅｓｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｈｉｇｈｃｈｒｏｍｉｕｍｃａｓｔｉｒｏｎｗａｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔＴｉａｎｄＮｂｅｘｉｓｔｉｎｔ

5、ｈｅｍｕｌｔｉ-ａｌｌｏｙｉｎｇｓｙｓｔｅｍｉｎｆｏｒｍｓｏｆＴｉＣａｎｄＮｂＣｄｕｒｉｎｇｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ．Ｖｅｌｅｍｅｎｔｅｘｉｓｔｓｍａｉｎｌｙｉｎａｌｌｏｙｃｏｍｐｏｕｎｄｓ（ＶＣｒ２Ｃ２，ＶＣｒＦｅ８）．Ｔｈｅｆｉｒｓｔｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅｄｈｉｇｈｍｅｌｔｅｄｐｏｉｎｔｐａｒｔｉｃｌｅｓ（ＴｉＣ，ＮｂＣ）ｄｕｒｉｎｇｃｏｏｌｉｎｇｃａｎａｃｔａｓｔｈｅｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓｎｕｃｌｅｉｏｆＭ７Ｃ３ｃａｒｂｉｄｅｓ，Ａｓａｒｅｓｕｌｔ，ｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｎｕｃｌｅａｔｉｏｎｒａｔｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｒｅｆｉｎｅｄＭ７Ｃ

6、３ｃａｒｂｉｄｅｓｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅａｄｄｉｔｉｏｎｏｆｅｘｃｅｓｓａｌｌｏｙｅｌｅｍｅｎｔｓｗｅａｋｅｎｓｔｈｅｒｏｌｅｓｏｆＭ７Ｃ３ｃａｒｂｉｄｅｓｒｅｆｉｎｅｍｅｎｔ．Keywords：ｈｉｇｈｃｈｒｏｍｉｕｍｃａｓｔｉｒｏｎ；ｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃ；ｋｉｎｅｔｉｃｓ；ｔｒａｃｅｍｕｌｔｉ-ａｌｌｏｙｉｎｇ在Ｆｅ-Ｃ-Ｃｒ三元合金中，当Ｃｒ含量≥１２％，Ｃｒ、Ｃ比Ｔｉ、Ｎｂ、Ｍｏ等多元合金，改变铁液的凝固环境，研究在大于３．５时，合金为高铬铸铁，网状的Ｍ３Ｃ型碳化物转多元体系中，强碳化物形成元素在铁液中的竞争形核变为杆

7、状或棒状的Ｍ７Ｃ３型碳化物，它有更好的耐磨损特点及对高铬铸铁碳化物生长的影响。性，比一般白口铸铁有更好的韧性和强度，同时，抗高温氧化性和抗腐蚀性能也较好，加之生产便捷，成本适中，１试验材料与方法因而成为当代最受欢迎的抗磨材料，广泛应用于众多行试验选择的高铬铸铁成分（质量分数，％）为：业的磨损设备［１-２］。高铬铸铁凝固组织中碳化物的尺２．８５Ｃ、３１Ｃｒ、０．５Ｓｉ、＜０．０６Ｓ、＜０．０６Ｐ，Ｍｏ随原料加入。合金在ＧＰ-３０ｋＷ高频快速感应炉中熔炼，熔炼寸、数量、分布会影响材料性能，在使用过程中，高铬铸温度控制在（１４８０±２０）℃，炉内合金完全熔化后

8、，用铁仍然表现为硬度有余而韧性不足。为了进一步改善［３］［４］纯铝终脱氧，随后把