高鉻鑄鐵中的合金元素

高鉻鑄鐵中的硅既是常存元素，也可視為合金元素。

    常存硅元素在高鉻鑄鐵中的作用有以下兩方面：

    ①溶于固相中，對(duì)基體產(chǎn)生固溶強(qiáng)化作用。這種固溶強(qiáng)化作用強(qiáng)于錳、鎳、鉻、鎢、鉬、釩等。硅能顯著提高奧氏體及其轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的彈性極限、屈服強(qiáng)度、屈服比、疲勞強(qiáng)度。這些強(qiáng)度性質(zhì)的改善，有助于提高材料的抗磨能力。

    ②與鉻與錳相比，硅與氧有較大親和力。在熔煉過(guò)程中，硅有良好脫氧能力，能防止鐵水氧化。特別是它保護(hù)鐵水中含量很高的鉻元素，避免鉻過(guò)量氧化燒損。

    作為合金元素的硅在高鉻鑄鐵中的作用有：

    ①固溶于γ-Fe中的硅，能減少鉻和碳在γ-Fe中的溶解度。亞共晶高鉻鑄鐵中的碳化物含鉻量將會(huì)增加。

    ②硅降低富鉻奧氏體臨界冷卻速率，有利于提高高鉻鑄鐵的淬透性。

    ③硅提高高鉻鑄鐵的Ms點(diǎn)。就改變Ms的效果而言，硅的能力約為鉬的一倍，因而有助于增加馬氏體轉(zhuǎn)變量，減少鑄態(tài)或淬火后的高鉻鑄鐵中殘余奧氏體量。

    ④硅縮小高鉻鑄鐵共晶反應(yīng)的溫度范圍，使共晶碳化物變得較為細(xì)小，分布變得較為彌散。 

    錳是高鉻鑄鐵中的常存元素。高鉻鑄鐵中的錳既進(jìn)入碳化物，也溶入奧氏體。錳對(duì)高鉻鑄鐵中鉻碳化合物的數(shù)量、結(jié)構(gòu)沒(méi)有顯著影響。

    溶入奧氏體的錳，主要有下面幾個(gè)作用：

    ①擴(kuò)大基體內(nèi)的γ-Fe相區(qū)，推遲珠光體轉(zhuǎn)變?cè)杏?，提高高鉻鑄鐵的淬透性。但是沒(méi)有鉬和鎳的作用強(qiáng)烈。

    ②在高鉻鑄鐵凝固過(guò)程中，錳改變初生奧氏體析出溫度和凝固溫度范圍。含錳較高的先共晶奧氏體量增加，枝晶細(xì)化，相應(yīng)地減小了共晶組織的尺寸。

    ③錳促進(jìn)貝氏體轉(zhuǎn)變。調(diào)整高鉻鑄鐵的鉻碳比、硅錳比、控制合適的加錳量，并通過(guò)熱處理可以制造出具有奧氏體-貝氏體組織的高鉻鑄鐵。這種高鉻鑄鐵的綜合力學(xué)性能和抗磨能力都比較好。

    ④降低Ac3和Ms溫度。高鉻鑄鐵中的錳有穩(wěn)定奧氏體組織的作用。當(dāng)高鉻鑄鐵中錳達(dá)到較高濃度時(shí)，其奧氏體基體可直接保留至室溫下。生產(chǎn)馬氏體高鉻鑄鐵時(shí)，鑄件淬火組織中可能出現(xiàn)較多殘留奧氏體。

    高鉻鑄鐵中含有適量的錳元素，對(duì)于提高鑄件強(qiáng)韌性，改善淬硬性和耐磨性都是有益的。合理加錳量與鉻碳比和鑄件的厚度有關(guān)。

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技術(shù)參數(shù)

              南京諾金高速分析儀器廠

                 2022年9月30日