近年来，随着对高格铸铁的深入研究，各种不同类型的高铬铸铁，被广泛地用于破碎、研磨及材料输 送等机械上，其中以磨粒磨损及冲击磨损的机件应用尤为广泛，包括大型球磨机村板、各种磨球、 电站碎煤机械、复合组合耐磨件、冲击破碎板及各种泵仲等。本文研究了成分、热处理工艺对高铭 白口铸铁组织与性能的影响，旨在为生产高铝白口铸铁耐磨件时，选择适宜的成分及热处理工艺提 供试验依据。一、实验设备及方案设计1．实验设备3Okg无芯中频感应电炉，HR－150D 型溶氏硬度计，JB－30A型冲击试验机。2．方案设计在综合有关高铭白口铸铁研究成果的基 础上，确定本试验所采用的高铭白口铸铁的成分，如表1所示。铁水在中频电炉内熔化，浇注成尺 寸为20X20X110的冲击试样。将表1中九种成分的高铭白口铸铁试样，分别按920“C 、960“C、1000C三种温度，保温Zh，进行空淬，测出淬火硬度。再将淬火试样分完u 按25O”C、350C、45OC三种回火温度，保温3h，进行回火。测出回火硬度与冲击值 。冲击试验时的跨距为70mn。，并观察不同热处理状态下的金相组织。二、试验结果及分析1 ．高格白口铸铁的组织（1）成分对高铬白口铸铁组织的影响①碳量对高铭白口铸铁组织的影响铬 量相同，不同含碳量的高铬白日铸铁的组织如图1所示。由图1可知，随着含碳量的提高，碳化物 由沿晶界是网状分布逐步转变为孤立块状分布，同时由表2可见，碳化物数量增加。②铬量对高铬 白口铸铁组织的影响碳量相同，不同含铅量高铬白口铸铁的组织如图2所示。由图2可见，随着古 铅量的提高，碳化物由条杆状向块状过渡，且数量增加（见表3）。③Cr／C相同，铬、碳不同 对组织的影响Cr／C相同（Cr／C。6），铬、碳量不同的高铬白口铸铁组织如图3所示。由 图3可知，Cr／C相同，碳化物由铬量、碳量较低时的网状分布变为铝、碳量较高时的条块状分 布。（2）热处理工艺对高铝白口铸铁组织的影响①淬火温度对高铭白口铸铁组织的影响经不同温 度淬火后，高铬白口铸铁的组织如图4所示。图4淬火温度对高铝白口铸铁组织的影响25OX（ Cr：15％，C：2．5％，淬火后经450C回火）由图4可见，随着淬火温度的提高，共晶 碳化物变得细小，且更趋于圆粒化。这说明在较高的淬火温度下保温时，共晶碳化物可部分溶入奥 氏体中。②回火温度对高铭白口铸铁组织的影响经不同温度回火后的高铝白口铸铁组织如图5所示 。由图5可见，随回火温度的提高，高铬白日铸铁组织中弥散分布的二次碳化物数量增加。图5回 火温度对高铬白日铸铁组织的影响SOOX（C；2．5／Cr：15％．回火前经100Ot） 淬火）2高铭白日铸铁淬火后的硬度各种成分的高铭白口铸铁，经不同温度空淬后的硬度见表4。 （1）成分对高铬白日铸铁淬火硬度的影响由表4绘出合碳量及含铬量对淬火硬度的影响，见图6 、图7。图6高络白口铸铁淬火后硬度随合碳量的变化由图6可见，随着合碳量的提高，硬度有所 提高，这是因组织中的碳化物数量增加所致。由图7可见，随着含铅量的提高，淬火硬度先有所增 加，而后有所下降，这是因为随着铬量的提高，图7高铬白日铸铁淬火后硬度随铬量的变化组织中 碳化物的数量增加，因而使硬度有所提高。而当铬含量过高时，淬人奥氏体的铬量增加，奥氏体的 稳定性提高，淬火组织中残余奥氏体数量增多，导致淬火硬度有所下降。（2）淬火温度对高铬白 日铸铁淬火后硬度的影响（见图8）由图8可见，96OC淬火可得到更高的硬度，图8淬火温度 对高铭白口铸铁淬火后硬度的影响淬火温度过高或过低，都使得硬度下降。当高铭白D铸铁被加热 到920C空淬时，由于温度低，铬、碳在奥氏体中的溶解度低，因此空淬后，马氏体中铬、碳量 低，使得空淬后的硬度下降。1000”C空淬时，由于温度高，奥氏体中溶入较多的碳、铬，奥 氏体稳定性提高，空淬后的组织中存在有较多的残余奥氏体，使得硬度有所降低。96OC空淬， 溶入奥氏体中的铬、碳量适中，既保证了奥氏体向马氏体的转变，又保证了马氏体中有较高的铬、 碳量，淬火后表现出来的硬度最高。这与文献［fi所得的结果是一样的。3．高铭白口铸铁淬火 并回火后的硬度各种成分的高铬白口铸铁经不同温度淬火，再经不同温度回火后的硬度见表5。门 ）成分对高铬白日铸铁回火硬度的影响由表5绘出碳、格对高铬白口铸铁回火硬度的影响如图9、 图IO所示。由图9可见，随着含碳量的增加，回火硬度有所增加。由图］O可见，随着含铬量的 增加，回火硬度有所增加。（2）Cr／C相同，碳、铬量不同对回火硬度的影响Cr／C相同（ Cr／C一6），铬、碳量不同的高铬白日铸铁淬火并回火后的硬度如表6所示。由表6可见，C r／C相同的高铬白日铸铁，同时增加碳、铬量，经相同温度淬火并回火后得到更高的硬度。一方 面钻、碳量增加，组织中碳化物数量增加，另一方面，由于回火处理促使淬火组织中的残余奥氏体 向马氏体转变，提高硬度。（3）回火温度对回火硬度的影响回火温度对回火硬度的影响如图11 所示。由图11可看出，92OC、960－C空淬在35O℃回火可得到更高的硬度，而IOO GC空淬要得到更高硬度。宜将回火温度提高到45OC。4高铭白日铸铁淬火并回火后的冲击韧 性各种成分的高铬白口铸铁经不同温度淬火并回火的冲击校如表7所示。图卫旦回火温度对回火硬 度的影响门）成分对高铬白日铸铁淬火并回火后的冲击韧性的影响将表7中成分相同，经不同热处 理方式测得的冲击值平均，整理出碳、铬对回火后冲击值的影响如表8所示。由表8可见，总体上 ，高铭白口铸铁淬火后的冲击值随碳、铅量的增加而增加。这是因为随碳、铬量的增加，组织中碳 化物的形态和分布得到改善，因而在一定程度上改善了冲击韧性。（2）Cr／C相同，铬、碳量 不同对回大后冲击值的影响由表8可见，Cr／C相同（Cr／C—6），同时增加碳、铅量，可 得更高的冲击值。（3）淬火温度、回火温度对回大后冲击值的影响。表9，表10分别为不同淬 火温度与不同回火温度下所测高铬白日铸铁的冲击值。由表9、IO可见，淬火温度与回火温度对 回火后的冲击值无明显影响。三、结论1．在试验选择的碳量范围（C％：2．O～3．0），随 着含碳量的提高，组织中碳化物的数量有所增加，且有助于改善组织中碳化物的形态与分布，因而 不仅提高高铝白日铸铁淬火并回火后的硬度，而且还改善了回火后的冲击韧性。2．在试验选择的 铅量范围（Cr：12％～18％），一方面是随着合铬量的提高，组织中碳化物的数量增加，从 而硬度提高、另一方面，随着含铅量的提高，使奥氏体的稳定性提高，增加了淬火组织中残余奥氏 体量，从而降低了硬度，致使铬量为15％时，可得到更高的淬火硬度。回火处理使残余奥氏体向 马氏体转变，铬量对硬度的不利影响受到抑制，因而随着含铅量的提高，回火后的硬度增加。同时 铅量提高，改表10不同淬火员皮下的高铝白日铸铁冲击值善了组织中碳化物的形态与分布，故回 火后的冲击韧性也得到改善。3．Cr／C相同，同时增加含碳量与含铅量，淬火并回火后可获得 更高的硬度与冲击值。4在试验选择的淬火温度920C、960C、1000C，以960C空 淬所得硬度最高。淬火温度对回火后的冲击值无明显影响。5．回火温度对回火后硬度的影响与淬 火温度有关。920C、96OC淬火在350C回火，可得到更高硬度；1000”C淬火要得 到更高硬度应提高回火温度。回火温度对回火后的冲击值无明显影响。成分和热处理工艺对高铬白 口铸铁组织与性能的影响@沈剑峰$洛阳矿山机械工程设计研究院材料所!河南,471039白口铸铁;;成分;;热处理;;组织;;性能通过试验说明成分和热处理工艺对高铬白口铸铁组织的影响及对淬火硬度、淬火回火后的硬度和冲击韧性的影响1王宝琳.关于高铬铸铁的研究与应用.西冶科技交流,1995(3)
2周庆德.络系抗磨铸铁.西安:西安交通大学出版社,1986.蟮某寤魅托愿髦殖煞值母吒醢卓 谥煌露却慊鸩⒒鼗鸬某寤餍Ｈ绫?所示。图卫旦回火温度对回火硬度的影响门）成分对高 铬白日铸铁淬火并回火后的冲击韧性的影响将表7中成分相同，经不同热处理方式测得的冲击值平 均，整理出碳、铬对回火后冲击值的影响如表8所示。由表8可见，总体上，高铭白口铸铁淬火后 的冲击值随碳、铅量的增加而增加。这是因为随碳、铬量的增加，组织中碳化物的形态和分布得到 改善，因而在一定程度上改善了冲击韧性。（2）Cr／C相同，铬、碳量不同对回大后冲击值的 影响由表8可见，Cr／C相同（Cr／C—6），同时增加碳、铅量，可得更高的冲击值。（3 ）淬火温度、回火温度对回大后冲击值的影响。表9，表10分别为不同淬火温度与不同回火温度 下所测高铬白日铸铁的冲击值。由表9、IO可见，淬火温度与回火温度对回火后的冲击值无明显 影响。三、结论1．在试验选择的碳量范围（C％：2．O～3．0），随着含碳量的提高，组织 中碳化物的数量有所增加，且有助于改善组织中碳化物的形态与分布，因而不仅提高高铝白日铸铁 淬火并回火后的硬度，而且还改善了回火后的冲击韧性。2．在试验选择的铅量范围（Cr：12 ％～18％），一方面是随着合铬量的提高，组织中碳化物的数量增加，从而硬度提高、另一方面 ，随着含铅量的提高，使奥氏体的稳定性提高，增加了淬火组织中残余奥氏体量，从而降低了硬度 ，致使铬量为15％时，可得到更高的淬火硬度。回火处理使残余奥氏体向马氏体转变，铬量对硬 度的不利影响受到抑制，因而随着含铅量的提高，回火后的硬度增加。同时铅量提高，改表10不 同淬火员皮下的高铝白日铸铁冲击值善了组织中碳化物的形态与分布，故回火后的冲击韧性也得到 改善。3．Cr／C相同，同时增加含碳量与含铅量，淬火并回火后可获得更高的硬度与冲击值。 4在试验选择的淬火温度920C、960C、1000C，以960C空淬所得硬度最高。淬火温度对回火后的冲击值无明显影响。5．回火温度
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