高鉻鑄鐵是一種性能優(yōu)良的抗磨材料,既具有極佳的耐磨性能,又有一定的強(qiáng)度和韌性,在冶金、建材、電力、煤炭等行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。對(duì)高鉻鑄鐵耐磨性能起主要作用的合金元素是鉻和碳,一般碳含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))在2.0%~3.5%之間,鉻含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))在13%~36%之間。高鉻鑄鐵的成分范圍較寬,目前用的最多的是亞共晶成分高鉻鑄鐵,鉻含量大多在13%~18%,只有在特殊情況下(耐熱、耐蝕鑄件),才達(dá)到25%以上。高鉻白口鑄鐵由于抗磨性能優(yōu)良,并且具有相當(dāng)?shù)捻g性和耐蝕性而日益受到人們的重視。高鉻白口鑄鐵的韌性雖然優(yōu)于其他白口鑄鐵,但在實(shí)際應(yīng)用中仍易于破碎,而且材料成本較高,限制了它的應(yīng)用推廣。
北京科技大學(xué)的學(xué)者采用離心鑄造的碳鋼—高鉻鑄鐵復(fù)合管界面達(dá)到了冶金結(jié)合。利用ANSYS有限元軟件對(duì)復(fù)合管凝固過程外層及內(nèi)外層溫度場進(jìn)行了模擬與分析。模擬結(jié)果表明:離心澆注外層20鋼大約9s后,鑄件最低溫度為1430℃,已經(jīng)低于20鋼固相線溫度1490℃,由此可見,澆注間隔時(shí)間為9s時(shí),可形成規(guī)則穩(wěn)定的過渡層。當(dāng)外層20鋼的溫度降至1350℃時(shí),澆注高鉻鑄鐵,大約30s后,內(nèi)層的溫度已降至1257℃,低于高鉻鑄鐵固相線溫度,此時(shí),內(nèi)層熔體已經(jīng)完全凝固。