高铬铸铁变质剂

合金2 铸态组织是奥氏体和马氏体的混合组织。浇注后冷却经清理后,加工成10×10×55 的无缺口试样。用内衬耐火材料的石墨坩埚作为转包,不变质处理的合金按正常工艺处理。而合金2 加入变质剂YFB 的同时减少高铬白口铁Mo、Cu、Cr 的加入,在铸态下已经发生了部分马氏体转变。搅拌后,静置1min 后采取挡渣,浇入14×14×120 金属模具中。高铬铸铁变质剂Mo、Cu、Ni 合金元素的加入使奥氏体的稳定性增加,但是大量合金元素熔入奥氏体内会降低Ms 点,在冷却过程中难以完全发生马氏体转变,在铸态组织中有大量残余奥氏体存在,降低了铸件铸态下的硬度。

对比之下,合金3 虽然经过高温淬火处理,组织中仍然有大量的残余奥氏体。图5 初生碳化物组织呈长条杆状,具有明显的方向性,共晶碳化物呈长条状,具有明显的方向性,共晶碳化物呈短棒状和颗粒状,奥氏体呈树枝状分分布,虽然经过了高温热处理回火后有大量的残余奥氏体存在。高铬铸铁变质剂通过高温热处理工艺能材料能得到良好的性能。 3.4 YFB 变质处理对Cr26 白口铁性能的影响 表5:合金硬度和冲击韧性值 合金编号 硬度(HRC) 冲击韧性(J/cm) 备注 3 54 4.5 未变质处理 56 4.2 未变质处理 58 7.2 变质处理 5 60 7.6 变质处理 加入YFB-2 钇重稀土复合变质剂变质处理后,促进了奥氏体向马氏体转变,明显改善碳化物的形态和分布细化组织,在不添加Ni、Mo、Cu 合金元素的情况下,对硬度的影响不大,经过变质处理的合金4 在冲击韧性值上大幅度提高。说明加入变质剂,减少合金Mo、Cu、Cr 后,通过淬火回火处理,试样的心部边缘硬度落差小,试样的淬透性好。变质处理2、4、5号合金时浇注前在包底放置YFB 变质剂,变质剂加入量为铁水量的0.5-0.6%,出铁水直接冲入包内,冲入时要避免过大烧损(视情况而定覆盖铁屑或铁板)。

高铬铸铁变质剂合金5 由于还保留了一定量的Ni、Mo、Cu,综合变质剂的效果,进一步强化了基体,提高了淬透性,使硬度和冲击都达到了较高值。硬度值分布如表6: 表6:变质处理后试块的硬度值 表7:硬度分布情况 图9:圆柱体试样及圆形试片硬度测量落点位置 从表6、表7 数据显示,变质处理后Φ120mm 圆形试片心部和边缘硬度硬度差为1.5HRC。各国材料研究工作者一方面从合金化理论角度来提高材料的使用性能,另一方面,研究通过有效变质手段,主要是通过变质元素(如:轻稀土、Ti、V、B、Al 等)来改变碳化物和基体组织的形态和分布,从而提高材料的使用性能。变质剂中的微量合金元素能形成高熔点质点为,也为奥氏体形核提供了大量结晶晶核。 4、结果分析 钇基重稀土复合变质剂的加入可在铁液中形成大量的非均质晶核,使奥氏体的枝晶增多变细,使其分散和孤立化,细化了奥氏体,同时也使共晶团组织得到了细化,使组织的均匀性得到了改善。图8 组织中初生碳化物得到明显的细化,呈细小的团球状和小块状,共晶碳化物呈细小均匀分布的颗粒状和少量细小条状碳化物,共晶团得到明显的细化,有大量的二次碳化物析出,二次碳化物更加细小弥散分布;奥氏体大部分转变成为马氏体;基体组织为回火马氏体和回火屈氏体。

高铬铸铁变质剂钇基重稀土复合变质剂对M7C3 的生长过程有一定的抑制作用,使其变成团球状和小颗粒状。 2.2.2 用HR-150A 型硬度计测定硬度;在30/15 型摆锤式冲击试验机上测试冲击韧度ak;在奥林巴斯LIM-2000 金相显微镜观察金相组织。图6 初生碳化物得到明显的细化,呈细小的球状和小块状,共晶碳化物呈细小均匀分布的颗粒状和少量细小条状碳化物,共晶团得到明显的细化,有大量的二次碳化物析出;奥氏体大部分转变成为马氏体;基体组织为回火马氏体和回火屈氏体。图3 为亚临界组织,初生奥氏体发生转变的量少,只有共晶组织中的奥氏体发生了转变,初生奥氏体发生少量转变,转变组织为隐针马氏体和屈氏体;共晶碳化物形状为长条杆状。合金1 的铸态基体组织保留了大量奥氏体。而合金3、4、5 由于含有较高的Cr,试样在冷却过程中难以发生奥氏体向马氏体转变,铸态下残余奥氏体较多,所以热处理采用高温下保温后空冷。

而Mo、Cu、Ni 降低50%,同时采用YFB-2 变质处理,在热处理状态下能保证较高的硬度和较高的冲击韧性。高铬铸铁变质剂将试片从分别沿直径方向,在每隔10mm 处测量三个硬度值,取其平均值。变质处理后的2号合金比未变质处理的1 号合金,无论是铸态还亚临界处理状态下,硬度和冲击韧性都有提高,特别是在亚临界状态下增幅较大。钒钛硼变质高铬铸铁的研究-变质处理 介质淬火 抗腐蚀磨损 高铬铸铁 变质剂#文章摘要: 采用V、Ti、B变质处理26Cr高铬铸铁,研究了细化晶粒,改善共晶碳化物形貌与分布,以及获得高含铬量马氏体基体的热处理方法。将试样进行980℃淬火后480℃回火,热处理后的试样在中部线切割加工成厚度为10mm、Φ120mm 圆形试片。 研究开发新型高效变质剂,通过变质、强化基体来提高产品的综合使用性能,在此基础上达到降低Mo、Ni、Cu 等合金元素的加入量,从而降低生产成本,提高产品质量。

3.5 变质剂对高铬白口铁淬硬层深度的影响 为了研究加入钇基重稀土复合变质剂对高铬白口铁淬硬层深度的影响,试验采用合金2 砂型浇注成一个直径Φ120mm,高为120mm 的圆柱体试样,见示意图8。高铬铸铁变质剂这为选择节能降耗型热处理工艺——亚临界热处理,提供了良好的组织准备。 对于马氏体和奥氏体混合的铸态高铬铸铁,可以不做高温处理而采用475-525℃的亚临界热处理。 5.厂家应用实例 5.1 石家庄市某耐磨材料有限公司,金属型铸造生产ø 80mm ZQCr15 磨球,其使用YFB 变质剂的应用数据见表7 表7:不同强化技术、热处理状态对硬度和冲击韧性的影响 序号 牌号 强化技术 状态 硬度 (J/cm1 ZQCr15 Mo。在高铬白口铁中,M7C3 共晶碳化物或过共晶碳化物固有的沿[0001]择优特性很难编号 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 硬度(HRC) 56.7 57.1 55.8 56.5 56.3 55.6 56.2 56.8 55.7 56.5 56.8 改变长度方向比径向尺寸大的晶体形态特点。Cu、Ni 一般是加强Mo 的作用而加入的。

进入金属基体的Mo 提高淬透性、细化碳化物。图4 亚临界处理后组织中初生奥氏体发生大量转变,同时保留部分奥氏体,共晶组织中的奥氏体全部发生转变,转变组织为隐针马氏体和屈氏体,基体组织为隐针马氏体、屈氏体、残余奥氏体;共晶碳化物形状为短棒状和粒状。并通过实验结果表明,采用复合盐类变质处理可以改善高铬铸铁的碳化物形貌,同时大大提高了冲击韧性。但是近几年由于各种合金元素和变质元素的价格一直居高不下,通过合金化和普通元素变质手段来提高产品性能给生产带来巨大的成本压力。高铬铸铁变质剂 3.3 YFB 变质处理对Cr26 白口铁组织的影响 图5 合金3 未变质淬火+回火组织 图6 合金4 变质 淬火+回火图7 合金4 未变质 淬火+回火组织 图8 合金5 变质 淬火+回火 合金3、4、5 成分都是过共晶成分先析出的是碳化物相。高铬铸铁复合变质剂的研究--《沈阳工业大学学报》1998年01期#铁喜顺;张永振;沈百令;陈跃;周守超;;[A];21世纪全国耐磨材料大会——第九届全国耐磨材料磨损失效分析与抗磨技术学术会议论文专辑[C];2000年。

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