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Sr對高鉻鑄鐵的變質(zhì)作用

   2020-09-01 互聯(lián)網(wǎng)中國鑄造網(wǎng)11450
核心提示:  高鉻鑄鐵具有高硬度、耐磨性以及較好的抗酸堿腐蝕性,因此在礦山、冶金、煤炭和水泥等行業(yè)中得到了廣泛

  高鉻鑄鐵具有高硬度、耐磨性以及較好的抗酸堿腐蝕性,因此在礦山、冶金、煤炭和水泥等行業(yè)中得到了廣泛的應用。高鉻鑄鐵中的Cr含量一般大于11%,因此最終得到了M7C3型碳化物(M代表Fe,Cr),硬度可達1200~1800HV,它的存在顯著提高了高鉻鑄鐵的硬度。雖然M7C3碳化物在凝固過程中呈獨立條狀分布,但由于其尺寸一般較大,所以在較大的沖擊條件下,容易發(fā)生破碎、斷裂等韌性不足引起的失效現(xiàn)象。因此在實際應用過程中,常常需要通過熱處理、變質(zhì)處理、合金化等方法對高鉻鑄鐵的組織尤其是碳化物進行變質(zhì)處理,從而提高高鉻鑄鐵的韌性等力學性能,改善其應用。而變質(zhì)處理,無疑是其中最簡單有效的方法。

  當前,已研究了多種元素對高鉻鑄鐵碳化物的變質(zhì)作用,如利用K、Na等可有效改變鑄鐵中M7C3碳化物的形貌;利用稀土對高鉻鑄鐵進行變質(zhì)處理也可起到良好的變質(zhì)效果。本文研究了Sr對27Cr高鉻鑄鐵的變質(zhì)效果,分析了Sr變質(zhì)對鑄態(tài)下高鉻鑄鐵組織,特別是碳化物的影響,并對其作用機理進行探討。

  實驗用原材料為生鐵、廢鋼及高碳、低碳鉻鐵。最終所得的高鉻鑄鐵的主要化學成分為(質(zhì)量分數(shù),%):2.96~3.16C,26.31~26.75Cr,0.71~0.73Si,0.26~0.27Mn,<0.02S,<0.04P。將原料在25kg中頻感應爐內(nèi)進行熔煉,采用砂型鑄造,試樣尺寸為Φ20mm×70mm。鐵液熔化后,澆鑄原始試樣,隨后向鐵液中加入Al-10Sr中間合金對鐵液進行變質(zhì)處理,并澆鑄試樣。Al-10Sr中間合金的加入量分別(質(zhì)量分數(shù),%)為:0.1、0.2、0.3和0.4。

  Sr對高鉻鑄鐵具有良好的變質(zhì)效果,加入適量Sr能夠有效地改善鉻鑄鐵的組織,細化其中的共晶碳化物以及共晶團。變質(zhì)后鑄鐵中的碳化物形貌也發(fā)生顯著變化,由粗大板片狀變?yōu)榧毿A桿狀或管狀,其截面直徑大部分在亞微米級,且分布更加均勻。過量Sr的加入會導致變質(zhì)效果衰退,表明其存在過變質(zhì)現(xiàn)象。

 
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