杨群收 高铬铸铁及磨球(下) for 百铸网.docVIP

高铬白口铸铁与磨球Cu在奥氏体的溶解度有限，过高的含Cu量易出现富Cu现象而使材质发脆。特别是大量使用回炉料时，Cu的遗传性很大，也易出现集累富铜现象，所以在冶炼过程中应注意炉料配比以及回炉料的使用。通常Cu控制在0.4—0.8%。 5、钼 Mo分布在共晶碳化物和基体组织之中，显著提高高铬铸铁的淬透性，对厚壁铸件可抑制珠光体的形成，并且Cr/C比愈高，Mo的这一效果愈大，少量的Mo溶于基体中，可以细化晶粒和提高碳化物的显微硬度，即使在铸态通过情况下，由于加入Mo，冲击韧性也能得到提高。通过热处理，可使树枝状结晶基体的硬度降低，局部的产生软相，以弥补部分因Cr高或加入V、B等强化碳化物的元素，而使材质过硬冲击值下降的不足，从而使冲击韧性和耐磨性显著提高。但从经济成本与材料实用工况综合考虑，磨球的加入量可在05.—1.5%。 6、钒 V是极有效的稳定碳化物的元素，并增加白口深度，含量为0.1—0.5%范围内它可使白口组织细化，并使粗大的柱状晶体减少。 V对硬度的影响： 有资料介绍，在高铬铸铁中，加入0.05%的v，树枝状结晶基体的淬火硬度上升， V的加入明显提高硬度降低韧性。如果与Mo(0.3%）同时加入0.1%的v，对材质的综合性能是有用的。 从图中看出，v对宏观硬度影响不大，对显微硬度提高的峰值含量在0.05%—0.15% V对冲击韧性的影响： 随着v加入量的增加，而冲击值急剧的下降。但是在含Mo0.3%的高铬铸铁中，加入0.1%的v，能较有效的提高材质的综合性能，即弥补了由于加入Mo使树枝状结晶硬度下降的不足。 V的加入量常控制在0.07%—0.15%的范围。 钛 Ti在高铬铸铁中形成坚硬的TiC，它分布于金属基体中，阻碍共晶碳化物的长大，有细化组织的作用。另外，Ti有净化晶界，提高基体强度，抑制裂纹产生之作用。控制范围在0.1%—0.5%。 8、硫 S是非金属元素，它基本上不溶于铁的固溶体中，而与铁生成硫化铁（FeS）。硫化铁形成低溶（985℃）共晶体以及其他硫化物，分布在晶界上。硫能使铁液的流动性降低，收缩量增大，使铸铁有较大的热裂倾向。应控制在0.05%以下。 磷 P是非金属元素，但磷能溶于铁水中，磷在奥氏体中的溶解度很小。由于磷的存在则生成磷共晶。磷共晶硬而脆且熔点低，在金属开始凝固时其还是液体，在已结晶凝固金属的挤压下，形成带有锐尖的磷共晶或以网状分布在晶界上，切割基体，使材质脆性增加，降低材质的冲击韧性及强度。应控制在0.07%以下。 在控制磨球化学成分时，应根据磨机直径的大小、转速、冲击荷以及磨球直径大小的不同，取各化学成分的最佳值。从实用和经济两者考虑，其化学成分控制在如下范围是可取的。 C：2.4%—2.8% Si：0.5%—1.0% Mn:0.5%—1.0% Cu：0.4%—0.8% Cr：14%—17% Mo:0.5%—1.5% V：0.07%—0.15% Ti：0.1%—0.5% S0.05% P0.07% 八 铸造工艺 熔炼 炉料一般采用低硅生铁，废钢。合金元素使用铬铁（从经济效益出发，常用高碳或碳素铬铁），锰铁、硅铁、钼铁、钛铁（用钒、钛生铁可降低成本）和电解铜。用中频电炉冶炼，以保证要求的化学成分和温度。加料方法:先在炉底加入五分之一的铬铁，当废钢和生铁溶化完毕后，边预热边慢慢加入余下的铬铁、锰铁（铜和钼铁可先加入炉底）硅铁等合金，在进行脱氧、除渣后出炉。 2、浇注温度 高铬铸铁有较好的流动性，浇注温度一般取液相线温度以上过热50—100℃，含Cr15%的高铬铸铁液相线在1250℃左右，也就是说浇注温度在1350—1400℃，其出炉温度不要超过1480℃，以免大量氧化和吸气。适当的控制浇注温度，将直接关系到铸件质量。在铸件不出现冷隔的情况下，适当采用低的浇注温度，可以得到细晶粒组织和减少缩孔、缩松倾向。但浇注温度过低时，铸件将出现冷隔、缺火等缺陷。浇注温度过高时，不利于逐层凝固，铸件而出现缩孔、缩松等缺陷。另外，也将会缩短模具的使用寿命，甚至因过烧而使铸件和模具粘结在一起。 3、变质处理 尽管高铬铸铁具有较高的硬度和一定的冲击韧性，但因仍存在着易脆裂的不足，故限制了使用范围。为解决脆裂和进一步提高冲击韧性，国内外为此进行了大量的研究。我们知道，在高铬铸铁中的碳化物，是对耐磨性举足轻重的一个相，它的数量、结构、形态与分布对耐磨性和断裂韧性有着十分重要的影响。目前比较统一的认识，就是用含稀土类等多种元素的复合孕育剂，或以镁作载体混入钾、钠类制成的复合变质剂，对高铬铸铁中的碳化物进行变质处理，使碳化物端部的尖变钝，使其成团球状，孤立条块状、碎点状，分散分布以减少对基体的切割作用，达到提高硬度和冲击韧性的目的。良好的孕育剂应具有以下二个方面： 能够有效的改善碳化物的