均衡凝固技術(shù)在高鉻白口鑄鐵襯板上的應(yīng)用

前文對高鉻白口鑄鐵材質(zhì)的硬度、韌性、殘余奧氏體、碳化物的形態(tài)與分布,以及基體組織等綜合因素對磨球抗磨性的影響進(jìn)行了分析。在前文的基礎(chǔ)上提出了在實(shí)際生產(chǎn)中,如何選擇控制磨球材質(zhì)的各元素含量范圍以及在熔煉(含變質(zhì)處理)、澆注、熱處理等工藝操作過程中的方法及注意事項(xiàng)。

分析了高鉻白口鑄鐵材質(zhì)硬度、韌性、基體組織與磨球抗磨性的關(guān)系。分析了殘余奧氏體,碳化物的數(shù)量、形態(tài)及分布對磨球抗磨性的影響。通過對磨球工況條件的研究分析及探討,提出了磨球?qū)Σ馁|(zhì)的性能要求。在生產(chǎn)實(shí)踐中,用辯證統(tǒng)一的方法,解決磨球材質(zhì)諸多因素存在的矛盾及存在的相互關(guān)系,從而使各因素得到最佳配合,達(dá)到相對統(tǒng)一,提高磨球抗磨性的目的。

鎢合金白口鑄鐵脆性大,直接制造襯板易斷裂。為此研究了堿金屬元素k、na對其組織和性能的影響。結(jié)果表明,鎢合金白口鑄鐵經(jīng)k、na變質(zhì)處理后,共晶碳化物由網(wǎng)狀分布變成斷網(wǎng)狀、團(tuán)球狀分布,碳化物明顯細(xì)化和分布均勻化。碳化物形態(tài)的改善使鎢合金白口鑄鐵的沖擊韌性和抗沖擊磨損性能明顯提高。變質(zhì)鎢合金白口鑄鐵襯板應(yīng)用于球磨機(jī),使用安全、可靠,壽命達(dá)到高錳鋼襯板的3倍以上

分析了三種鉻系白口鑄鐵的碳化物類型、制備工藝、組織形貌、性能特點(diǎn)以及應(yīng)用范圍。綜述了鉻系白口鑄鐵國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀,并探討了其發(fā)展趨勢。

研究表明:在弱酸性工況下,cr27cu2的耐磨性最好;而在中性和弱堿性的工況下,cr15mo1cu1表現(xiàn)出了很好的耐磨性。在高鉻鑄鐵中,基體組織和碳化物的相互保護(hù)對材料耐磨性的提高起到了不可忽視的作用。

高鉻鐵屑對鎳硬白口鑄鐵硬度的影響

在傳統(tǒng)工藝的實(shí)際生產(chǎn)條件下,高鉻白口鑄鐵磨球易形成較大的內(nèi)應(yīng)力,這是導(dǎo)致此類磨球生產(chǎn)和服役條件失效的主要原因。分析熱加工全過程可知磨球鑄態(tài)組織設(shè)計(jì)的重要性在于期望目標(biāo)下的鑄態(tài)組織完全可能僅需采用亞溫處理工藝就可達(dá)到組織和性能要求,從而不僅從根本上解決了內(nèi)應(yīng)力這一中心問題,而且可降低能耗、成本,改善作業(yè)環(huán)境和縮短生產(chǎn)周期。

碳鋼和白口鑄鐵

當(dāng)高鉻白口鑄鐵含鉻量為18%～28%,cr/c值是8￣9,鑄鐵的顯微組織是回火馬氏體+少量殘余奧氏體(<5%)+m7c3碳化物,則磨球具有高的沖擊韌性和斷裂韌性k1c,具有高的沖擊抗力,表現(xiàn)出低的沖擊剝落量。

低鉻鑄鐵磨球顯微組織應(yīng)該由盡可能多的硬組織體,在實(shí)現(xiàn)斷網(wǎng)的基礎(chǔ)上形態(tài)發(fā)生顯著變化的碳化物和馬氏體組成,同時(shí)應(yīng)設(shè)法減少和控制零件中的內(nèi)應(yīng)力、顯微裂紋及不連續(xù)性組織是新工藝的設(shè)計(jì)理念和目標(biāo).從控制冷速、成分設(shè)計(jì)、鑄造冶金處理、熱處理等方面較為一致地體現(xiàn)了新工藝設(shè)計(jì)的原則.

在傳統(tǒng)工藝的實(shí)際生產(chǎn)條件下,低鉻白口鑄鐵磨球易形成較大脆性,這是導(dǎo)致此類磨球生產(chǎn)和服役條件下失效的主要原因。分析熱加工全過程可知磨球鑄態(tài)組織設(shè)計(jì)的重要性在于:通過實(shí)現(xiàn)碳化物斷網(wǎng)和促進(jìn)其形態(tài)發(fā)生顯著變化;盡可能減少內(nèi)應(yīng)力;形成盡可能多的細(xì)而彌散的硬組織體和獲得細(xì)片狀馬氏體基體,對在獲得較好韌性的前提下進(jìn)一步提高硬度極為有利。

從物理冶金學(xué)原理出發(fā),討論了化學(xué)成分,熱處理以及鑄造方法對鎳硬ⅰ型鑄鐵性能的影響,指出了正確設(shè)計(jì)合金成分的原則,通過變質(zhì)處理,使鎳硬ⅰ型鑄鐵沖擊韌性得到了提高。

介紹普通白口鑄鐵分級復(fù)合孕育處理工藝,討論對復(fù)合孕育效果起重要作用的冶金過程動力學(xué)條件,并就復(fù)合孕育處理對冶金處理過程產(chǎn)生的動力學(xué)效應(yīng)進(jìn)行了分析。用所介紹工藝生產(chǎn)的球磨機(jī)襯板已用于水泥球磨機(jī)中,襯板使用壽命和生產(chǎn)實(shí)效均證明具有優(yōu)良的耐磨性能和良好的力學(xué)性能。

研究了鍛造比、鍛造溫度和錳含量對鍛造錳白口鐵組織和性能的影響。結(jié)果表明:當(dāng)錳含量為5%～7%,鍛造溫度低于1040℃,鍛造比大于40%時(shí),鍛造所引起的機(jī)械變形將促進(jìn)馬氏體轉(zhuǎn)變,使合金的硬度提高。超出該mn含量和鍛造溫度會使殘余奧氏體含量增加,導(dǎo)致硬度下降;沖擊韌性隨鍛造比和mn含量的增加而提高;高應(yīng)力磨料磨損的耐磨性也隨mn含量的增加而提高。

采用三體腐蝕磨損試驗(yàn)方法研究了硅對低鉻白口鑄鐵在含銅離子漿料介質(zhì)中的腐蝕磨損耐磨性的影響。結(jié)果表明,當(dāng)漿料介質(zhì)中銅離子濃度增加時(shí),低鉻白口鑄鐵的腐蝕磨損耐磨性降低。而增加含硅量后的低鉻白口鑄鐵的腐蝕磨損耐磨性將比普通白口鑄鐵的高。磨損表面形貌分析表明,普通低鉻白口鑄鐵的磨損機(jī)制為磨料磨損和介質(zhì)腐蝕,而硅量增加的低鉻白口鑄鐵的磨損機(jī)制則以磨料磨損為主,伴隨著腐蝕作用。

對普通白口鑄鐵生產(chǎn)的磨球進(jìn)行了硬度、沖擊韌度測定。結(jié)果表明:采用金屬型鑄造和適當(dāng)?shù)臒崽幚砉に嚳梢垣@得綜合性能較好、成本低廉的白口鑄鐵磨球。

采用模糊數(shù)學(xué)對耐磨白口鑄鐵性能進(jìn)行綜合分析,通過大量計(jì)算得出了耐磨白口鑄鐵的綜合性能價(jià)格比,計(jì)算結(jié)果表明,在這些材料中,cr27的綜合性能價(jià)格比最好,ni1最差,而cr24,15-3和ni4依次介于兩者之間。本方法對于工程技術(shù)方案評價(jià)將具有實(shí)用價(jià)值。

研究了用鉀、鈉變質(zhì)處理鎢合金白口鑄鐵時(shí)對其組織和性能的影響。結(jié)果表明,變質(zhì)處理后,共晶碳化物由網(wǎng)狀分布變成斷網(wǎng)狀、團(tuán)球狀分布,碳化物明顯細(xì)化和分布均勻化,碳化物形態(tài)的改善,致使該鑄鐵的沖擊韌性和抗沖擊磨損性能明顯提高。其襯板應(yīng)用于球磨機(jī)研磨礦粉,使用安全、可靠,壽命達(dá)到高錳鋼襯板的3倍以上

普通白口鑄鐵組織中存在硬度較高的碳化物,耐磨性一般比鋼好,可用于制造承受干摩擦和在磨料磨損條件下工作的零件。我們采用可鍛鑄鐵的原鐵水,其化學(xué)成分為(％):c2.3～2.7,sil.3～1.8,mn0.4～0.6,s0.1～0.2,p<0.1,鑄態(tài)顯微組織為珠光體+滲碳體+萊氏體,硬度hrc55以上。由于普通白口鑄鐵中碳化物呈連續(xù)網(wǎng)狀分布,脆性大,不能用于承受較大的動載荷或沖擊載荷的零件。使用該成分的鐵水澆注的磨球,在使用中受

目的　研制雙金屬復(fù)合材料錘頭,以提高其使用壽命.方法　以韌性較好的42crmo金屬包覆高鉻白口鑄鐵,采用鑲鑄工藝熔為一體.結(jié)果　研制成了具有良好的耐磨性、耐沖擊的復(fù)合錘頭.結(jié)論　這種錘頭性能良好,有實(shí)用價(jià)值,可廣泛使用.

本文對低鉻白口鑄鐵材料的縮松、氣孔、夾渣及熱裂等鑄造缺陷進(jìn)行原因分析,通過改進(jìn)鑄造工藝參數(shù)、凈化鐵水、控制原材料等措施,基本解決了低鉻白口鑄鐵的鑄造缺陷問題,可以在一定范圍內(nèi)進(jìn)行推廣應(yīng)用。

高鉻白口鑄鐵在鉆井泵雙金屬缸套中的應(yīng)用