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高鉻抗磨鑄鐵的特性及應用

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含鉻量為12.30%,含碳量為2.4-3.6%的高鉻鑄鐵,通過高合金化和熱處理手段可得到馬氏體或奧氏體或二者混合型的基體以及鉻的特殊碳化物。這種特殊碳化物為呈六角晶系的Me7C3其硬度高達HVl200。1600,遠高于滲碳體型碳化物和常見的礦物磨檢的硬度。這類碳化物的存在是高鉻鑄鐵獲得高抗磨性的主要原因、此外,高鉻鑄鐵中的共晶結構與一般鑄鐵中的萊氏體不同。一般鑄鐵中的萊氏體呈連續網狀,而合高鉻的共晶碳化物呈斷開的塊、條狀態。相當于在基體上鑲嵌入高硬度的顆粒。因此,不僅抗磨性好,而且大大削弱了高硬度相的脆化作用,相對而言有較好的韌性。

高鉻鑄鐵中的高硬度馬氏體基體,強有力地支承碳化物顆粒,避免工作過程中碳化物從磨損表面脫落,保證了材料的高抗磨性。因此高鉻鑄鐵作為高抗磨材料已有效地應用于破碎、研磨、物料輸送等機械和冶金設備。尤其在磨料磨損和沖擊磨損的機件(如:破碎機滾筒、料倉襯板、高爐料鐘、料斗、運煤槽襯板、磨煤機輥套、軋輥、渣漿泵過流部件等)方 面應用更為廣泛。

通過分析襯板在正常的工況條件下的磨損機理及材料相應的特性,確定襯板合理的組織和化學成分,研制中碳低合金耐磨鋼ZG40Cr2SiMnMoV,機械性能:σb≥1 200 MPa, HRC≥50, αK≥18 J/cm2.試制后測定工藝性,結合生產實際,制訂各工序的操作要點和工藝參數,正式投產,產品符合設計要求,使用壽命為高錳鋼襯板的2~3倍,成本持平,是高錳鋼理想的替代材料.

鑄造后水韌,就是和用水淬火一樣的過程,溫度1100攝氏度,獲得過飽和的單相奧氏體,因為它的奧氏體能在常溫下存在,組織硬度,強度不高,但表面在受到強烈的擠壓和摩擦后發生強烈的加工硬化,相變成馬氏體并析出碳化物,獲得高的耐磨性,而心部還是高抗沖擊的奧氏體.表面的硬化層磨損后,露出的心部又產生加工硬化.,水韌后就不再熱處理了.否則在加熱到250時會變脆

可以理解為固溶處理!

一般的水地韌處理為ZGMn13類高錳鋼,主要用于承受沖擊載荷工作的零件,其它如陸豐所言.奧氏體表面在受到沖擊作用時,產生強烈的加工硬化,當硬化層被磨/崩掉后,又露出新鮮的奧氏體,重新硬化,如此反復.

因其有強烈的加工硬化,故不可采用機械加工方法成形,主要用鑄造方法所得,所以為鑄鋼.

近年來有降低含錳量的做法,做出中錳鋼,同樣可以采用水韌處理.

在模具鋼中,早期的(約1982年出版的書中就有此說法)雙細化處理工藝**步有時稱之為水韌(或油韌)

具體為在模具鋼進行鍛造后,在鋼之ACm點上,將鋼淬入熱水中(稱水韌),淬入油中(稱油韌),目的在于將碳化物大部分溶入奧氏體中,在淬火后重新高溫回火后得到細而均勻的精粒狀碳化物.再進行正常(或比正常奧體化溫度略低)加熱淬火,以期提升模具的韌性,耐磨性.

錳鋼主要用于需要承受沖擊、擠壓、物料磨損等惡劣工況條件,破壞形式以磨損消耗為主,部分斷裂、變形。磨損分為三種:金屬構件表面間相互接觸并運動的摩擦磨損;其它金屬或非金屬物料打擊金屬表面的磨料磨損和流動氣體或液體與金屬接觸導致的沖蝕磨損。耐磨鋼的耐磨性能取決于材料本身,而抗磨鋼則在不同的工況條件下表現出不同的耐磨性,材料本身和工況條件兩者才能決定其耐磨性能。

鑄造耐磨鋼和抗磨鋼以奧氏體錳鋼為主,在一定的條件下經適當熱處理的低合金鋼也有很好的效果,石墨鋼則用于潤滑摩擦的工況條件。

2、高錳鋼高錳鋼是典型的抗磨鋼,鑄態組織為奧氏體加碳化物。經1000。C左右水淬處理后組織轉變為單一的奧氏體或奧氏體加少量碳化物,韌性反而提高,因此稱水韌處理。高錳鋼最重要的特點是在強烈的沖擊、擠壓條件下,表層迅速發生加工硬化現象,使其在心部仍保持奧氏體良好的韌性和塑性的同時硬化層具有良好的耐磨性能。這是其它材料所不及的。但高錳鋼的耐磨性只是在具備足以形成加工硬化的條件下才表現出其優越性,其他情況下則很差。

3、高錳鋼的化學成分及力學性能 4、高錳鋼的物理性能5、高錳鋼由于加工硬化現象,應盡量避免對鑄件進行加工。鑄件上的孔、槽盡可能鑄出。但對高錳鋼的加工也并非完全不可能。刀具修整一次進刀加工完的可以進行,不可避免的加工應在鑄件工藝設計時放大加工量,以使加工的進刀量避開加工硬化層。 6、高錳鋼的焊接性能:高錳鋼重新加熱時,在250~800。C間存在碳化物析出的脆性溫度區間,且鑄態高錳鋼又存在網狀碳化物以及鑄造應力,因此,焊接性能很差。高錳鋼鑄件,應在水韌處理后割冒口或缺陷焊補,焊后應快速冷卻。為消除或盡可能減小熱影響區,應用小電流,不連續施焊,或邊焊邊澆水冷卻。焊條采用高錳鋼焊條或奧氏體不銹鋼焊條。若存在加工硬化層,應在焊前去除。