PDF《26高铬 白 口铸铁 的研究 与生产》

C r

2 6 高铬 白口铸铁的研究与生产 刘贞, 王永庆 , 高建英 ( 双金机械配件有限公司 , 浙江 杭州

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1 1

1 5 ) 摘要 : 为降低生产成本 , 开发 TC r

2 6 高铬 白口铸铁用以代替K mT B C r l

5 Mo 作 为双金属复合颚板的耐磨层材料 .

详细介绍 TC r

2 6 高铬 白口铸铁各元素 的作用 、 成分设计 、 熔炼工艺 、 热处理 工艺 、 金相组织和硬度 检查结果 . 实际使用 表明 , 使用效果 与K mT B C r l

5 Mo 相当. 关键 词:耐磨层 ;

高铬 白口铸铁 : 成本 中图分类号 : T G

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1 .

2 文献标识码 : B 文章编号 :

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0 3 ―

8 3

4 5 (

2 0

0 6 )

0 5 ―

0 0

2 8 ―

0 5 De v e l o p me n t a n d P r o d u c t io n o f Cr

2 6 Hi - Ch r o mi u m W h i t e Ca s t I r o n L I U Z h e n, WANG Yo n g - q i n g, GAO J i a n - y i n g ( S h u a n g j i n Ma c h i n e A c c e s s o r i e s C o . L t d . , Ha n g z h o u

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1 1

1 5 , C h i n a ) Ab s t r a c t : A s t h e ma t e r i a l o f w e a r ― r e s i s t a n t l a y e r o f t h e b i ― m e t a l c o mp o s i t e j a w p l a t e , t h e K m T B C r l

5 Mo a l l o y o b t a i n e d e x c e l l e n t a p p l i c a t i o n r e s u l t s , h o we v e r i t i s n e c e s s a r y f o r i t t o u s e t h e v e r y e x p e n s i v e f e r r o mo l y b d e n u m. T h e r e f o r e , t h e C r

2 6 h i - c h r o mi u m w h i t e c a s t i r o n w a s d e v e l o p e d a s t h e s u b s i t u t e f or t h e KmT B Cr l

5 Mo t o r e d u c e p r o d u c t i o n c o s t . An i n t r o d u c t i o n wa s ma d e t o t h e e f f e c t s o f v a r i o u s a l l o y e l e me n t s , i r o n c o mp o s i t i o n d e s i g n , me l t i n g p r o c e s s , h e a t t r e a t me n t p r o c e s s , mi c r o s t r u c t u r e a n d h a r d n e s s t e s t r e s u l t s . P r a c t i c a l a p p l i c a t i o n s h o we d t h a t t h e s a me r e s u l t c o u l d o b t a i n e d b y u s i n g t h e C r

2 6 c a s t i r o n a s t h e s u b s t i t u t e f or t h e KmT B Cr l

5 Mo a l l o y . Ke y wo r d s :w e a r - r e s i s t a n t l a y e r ;

h i ― C r wh i t e c a s t i r o n ;

c o s t 我厂生产 的双金属复合颚板耐磨层材料一 直选 用KmT B C r l

5 M o , 各地采石 场 已使用 了十多年 , 一致 给予好评 . 但随着经济形势的发展 , 钼铁价格逐年上 涨,开发时期到 目前为止钼铁价格上涨了几十倍. 而 不含 钼的双金属 ,经过采石场使用证 明耐磨性 明显 降低 , 使用寿命比 普通锰钢齿板没有明显优势, 甚至 不如,因此开 发能取代K m T B C r l

5 Mo 的高铬 白 口铸 铁,具有非常重大的意义 我们选择 了C r

2 6 高铬白口铸 铁作为 研究对 象,对化学成分和热处理工艺进行摸索研究 ,最终确定 了 目前的C r

2 6 厂标和热处理工艺 ,并投入双金属齿 板 的生产 , 经过一年多 的使用 , 效果 与K mT B C r l

5 M o 相当. C r

2 6 铸 铁含有大量 的铬合金元素 , 具有好 的耐 热耐蚀性能 , 并且由于含有 大量高硬 度碳 化物 , 因而 具有优越 的抗磨性能 , 常用 于磨 料磨 损工况 , 此外在 收稿 日期 :

2 0

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0 6 作者简介 : 刘贞(

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3 4 一),女,湖南衡 阳人 , 主要从事金属材 料研 究工作 , 现 为双金 机械 配件 有 限公 司技术顾 问.联系电话 :

0 5

7 1 ―

8 8

5 3

7 0

0 5 .

2 8 f 现代铸铁

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5 高温或湿态环境 下作为 耐磨 材料也 占有特殊地 位.针对矿 山机械破碎机使用 的各类耐磨件 ,开 发了高 铬 铸铁C r

2 6 与碳 素钢 ( #

3 O 、 #

3 5 ) 构成 双液双 金属 复 合耐磨件 . 耐磨 件工作 面采用C r

2 6 铸铁,非工作面采 用碳钢 , 因而兼 有两种材料的特性 , 既有 高的耐磨 性 又有高 的韧性 .制造一些小型颚式破碎 机中的磨 损板(颚板),规格 为2

5 0 x l

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0 、

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0 x

7 5

0 、

2 5

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0 、

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4 0

0 、

4 0

0 x

6 0

0 、

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0 x

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0 等多种活动及 固定颚板 , 用 于生产 , 效果 良好 .

1 耐磨面高铬 白口铸铁 C r

2 6 化学成 分设 计 ①采用亚共 晶成分 : ②应确保绝大部分碳 化物为M c : ③碳化物数量合适 : ④ 耐磨性与使用工况所要求 的韧性应达到最佳 配合 : ⑤有足够 的淬透性 ,空淬 时不 出现珠光体及索 氏体 亚共晶成分 高铬 白 口铸 铁共晶点 的碳 量随(cr)量的增加而下降, 共晶碳量可参考下面的经验 维普资讯 http://www.cqvip.com 维普资讯 http://www.cqvip.com 铬除与碳形成碳化物外 , 尚有部分溶解 于奥 氏体中提高淬 透性 , 当碳 量不变增加铬量 , 或铬 量不 变 降低碳 量,均能使淬 透性 提高 . (

2 ) 钼 钼在高铬铸铁 中一 部分进入碳化物 , 一部分 溶 人奥 氏体 , 在亚共晶高铬 白口铸铁 中, 溶人奥 氏体基 体 中的钼主要是提高淬透性 .钼是一种 昂贵而稀 少 的合金元素 , 世界上很多 国家短缺 , 是扩大使用 的一 大障碍 .本研究项 目中没有加钼. (

3 ) 镍 镍不溶 于碳化物 , 全部进入基体 , 提 高淬透性 . (

4 ) 铜 铜能提高淬透性 , 但作用小于镍. f

5 ) 锰锰能进入碳 化物 , 又 溶解 于基 体中,稳定 奥氏体,降低Ms 点 .当锰和钼联合使用 时对提高淬透性 有很好 的效果 . 故一般控制在0 .

8 %以下 . (

6 ) 硅 硅是 降低 淬透性元 素.一般w ( s i ) 控 制在0 .

3 %~

0 .

7 %之间 .在许多的情况下 , 材料 的耐磨性不好 , 有 可能是 由于硅量超限而使淬透性不足 . (

7 ) 硫、磷为有害元素 , 均应低于0 .

0 6 %.

1 .

2 C r

2 6 铸铁的化学成分 我厂制订 的标准如表2 所示 . 表2Cr26铸铁化 学成分 ( 工厂标 准) T a b .

2 C h e mi c a l c o mp o s i t i o n o f C r

2 6 c a s t i r o n ( e n t e r p r i s e s t a n d a r d ) 合金元素 C C r M n S i C u N i S . P B ( %)

2 .

8 ~

3 .

0 2

4 ~

2 7 ≤

0 .

8 ≤0 .

6 1

1 ≤

0 .

0 6

2 Cr

2 6 铸铁 的熔炼 、 铸造和试样制备 用 中频感 应电炉熔 炼,在浇注复合颚板 中途 浇 Y型试块 , 用线 切割成2

0 x

2 5 x

4 5 mm 试样 , 化学分析 实 际成分如表3 . 表3 化 学成分分析结果 ( %) T a b .

3 R e s u l t s o f c o mp o s i t i o n a n a l y s i s B ( %) C Cr Mn S i Cu Ni P 2.

92 2 6. 0】 0.

6 3

0 .

4 7 0.

92 】 . 】 0.

0 2

6 3 热处理工艺 的制订 高铬铸铁铸态 基体组 织为奥 氏体混合组 织,为了得到稳定 的高硬度技术指标 ,无论是大件还是小 件都要 进行必要 的热处理 ,目的是使高铬铸铁具有 高硬度的马氏体基体, 能有力地支撑碳化物, 使在磨

3 0 I 现代铸铁2006/5损过程 中碳 化物不脱落 、 碎裂 、 折断,同时提高高铬 铸铁 的宏观硬度和显微硬度.

3 .

1 淬火 确定淬火 加 热温 度为9

6 0℃.

1 0

0 0 o C.

1 0

2 0 ℃ ,

1 0

4 0 ℃ ,

1 0

5 0 o C,

1 0

8 0 ℃ ,

1 1

2 0 o C.

3 .

2 回火 取淬火态下硬度最高值分别加热和保 温2 h .

1 0

2 0 o C 淬火,回火温度 为2

0 0 o C,

3 0

0 o C,

4 0

0 ℃ ,

4 5

0 ℃ ,

5 0

0 o C,

5 5

0 o C.

1 0

5 0 o C 淬火,回火温度 为2

0 0 o C,

3 0

0 o C,

4 0

0 ℃ ,

5 0

0 ℃ ,

6 0

0 o C.

3 .

3 硬度检测( 测三点取一个值) 检测铸态及各种热处理状态下的洛氏硬度值 .

3 .

4 金相组织分析 对 铸态及各 种热处 理状 态下显 微组织 进行 分析.4试验结果

4 .

1 铸态硬度

5 4 ~

5 6 H R C

4 .

2 淬火后 的硬度 C r

2 6合金铸 铁不 同淬 火温度 有不 同的硬度 值(见图

4 ) ,随淬火 温度升高硬度升 高 ,达到最高值 后,淬火 温度再升 高硬度却 下降 , 最高 硬度值对 应下 的淬 火加 热温 度就是 该合 金铸 铁最 佳 淬火 加热 温度.表4 不同淬 火温度的硬 度( HR C) T a b .

4 Ha r d n e s s wi t h d i f f e r e n t q u e n c h i n g t e mp e r a t u r e s 淬火温度 /

9 6

0 1

0 0

0 1

0 2

0 1

0 4

0 1

0 5

0 1

0 8

01 1

2 0 硬度 ( HR C)

5 7 .

1 5

9 .

2 6

2 .

4 6

2 .

3 6

0 .

5 5

8 .

7 5

3 .

4 4 .

3 回火硬度 化学 成分相 同的 C r

2 6合 金铸铁 ,随着淬 火温 度提高, 残余奥氏体量增多, 残余奥氏体在随后 回火 过程中转变成马氏体, 使硬度再得........