Sr对高铬铸铁的变质作用

   2020-09-01 互联网中国铸造网11150
核心提示:  高铬铸铁具有高硬度、耐磨性以及较好的抗酸碱腐蚀性,因此在矿山、冶金、煤炭和水泥等行业中得到了广泛

  高铬铸铁具有高硬度、耐磨性以及较好的抗酸碱腐蚀性,因此在矿山、冶金、煤炭和水泥等行业中得到了广泛的应用。高铬铸铁中的Cr含量一般大于11%,因此最终得到了M7C3型碳化物(M代表Fe,Cr),硬度可达1200~1800HV,它的存在显著提高了高铬铸铁的硬度。虽然M7C3碳化物在凝固过程中呈独立条状分布,但由于其尺寸一般较大,所以在较大的冲击条件下,容易发生破碎、断裂等韧性不足引起的失效现象。因此在实际应用过程中,常常需要通过热处理、变质处理、合金化等方法对高铬铸铁的组织尤其是碳化物进行变质处理,从而提高高铬铸铁的韧性等力学性能,改善其应用。而变质处理,无疑是其中最简单有效的方法。

  当前,已研究了多种元素对高铬铸铁碳化物的变质作用,如利用K、Na等可有效改变铸铁中M7C3碳化物的形貌;利用稀土对高铬铸铁进行变质处理也可起到良好的变质效果。本文研究了Sr对27Cr高铬铸铁的变质效果,分析了Sr变质对铸态下高铬铸铁组织,特别是碳化物的影响,并对其作用机理进行探讨。

  实验用原材料为生铁、废钢及高碳、低碳铬铁。最终所得的高铬铸铁的主要化学成分为(质量分数,%):2.96~3.16C,26.31~26.75Cr,0.71~0.73Si,0.26~0.27Mn,<0.02S,<0.04P。将原料在25kg中频感应炉内进行熔炼,采用砂型铸造,试样尺寸为Φ20mm×70mm。铁液熔化后,浇铸原始试样,随后向铁液中加入Al-10Sr中间合金对铁液进行变质处理,并浇铸试样。Al-10Sr中间合金的加入量分别(质量分数,%)为:0.1、0.2、0.3和0.4。

  Sr对高铬铸铁具有良好的变质效果,加入适量Sr能够有效地改善铬铸铁的组织,细化其中的共晶碳化物以及共晶团。变质后铸铁中的碳化物形貌也发生显著变化,由粗大板片状变为细小圆杆状或管状,其截面直径大部分在亚微米级,且分布更加均匀。过量Sr的加入会导致变质效果衰退,表明其存在过变质现象。

 
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