高铬铸铁中的合金元素
钼
在高铬铸铁中加钼可提高γ-Fe向α-Fe转变时的形核功,降低转变时晶格重组速度,使转变孕育期加长,降低奥氏体临界冷却速率,使基体组织的淬透性提高。
钼在高铬铸铁中主要以三种方式存在:
①与碳结合形成钼碳化合物。
②溶入铬碳化合物中。含钼高铬铸铁的铬碳化合物中含有一些钼元素。溶入碳化物的钼使(Fe、Cr)7C3的硬度和强度都得到改善,相应改善了材料抗磨性能。
③固溶于奥氏体及其转变产物。钼以置换铬原子方式固溶于奥氏体及其转变产物。钼强烈推迟奥氏体的珠光体转变,酒泉树脂砂,使高铬铸铁连续冷却转变曲线向右推移,有效提高基体金属的淬透性。
钼在高铬铸铁的加入量一般应根据含铬量、铬碳比和高铬铸铁件厚度而定。如果含碳量高、铸件较厚、铸件冷却较慢,则应加入较多的钼。
硅
高铬铸铁中的硅既是常存元素,也可视为合金元素。
常存硅元素在高铬铸铁中的作用有以下两方面:
①溶于固相中,对基体产生固溶强化作用。这种固溶强化作用强于锰、镍、铬、钨、钼、钒等。硅能***提高奥氏体及其转变产物的弹性极限、屈服强度、屈服比、疲劳强度。这些强度性质的改善,有助于提高材料的抗磨能力。
②与铬与锰相比,硅与氧有较大亲和力。在熔炼过程中,硅有良好脱氧能力,如何提升树脂砂铸造的效率,能防止铁水氧化。特别是它保护铁水中含量很高的铬元素,避免铬过量氧化烧损。
作为合金元素的硅在高铬铸铁中的作用有:
①固溶于γ-Fe中的硅,能减少铬和碳在γ-Fe中的溶解度。亚共晶高铬铸铁中的碳化物含铬量将会增加。
②硅降低富铬奥氏体临界冷却速率,有利于提高高铬铸铁的淬透性。
③硅提高高铬铸铁的Ms点。就改变Ms的效果而言,硅的能力约为钼的一倍,因而有助于增加马氏体转变量,减少铸态或淬火后的高铬铸铁中残余奥氏体量。
④硅缩小高铬铸铁共晶反应的温度范围,使共晶碳化物变得较为细小,分布变得较为弥散。
(二)稀土高锰钢的铸造工艺它与一般高锰钢基本相同,但在浇冒口设计中应遵循下述原则:(1)稀土高锰钢铸型表面应刷涂料,以防铸件黏砂。涂料配比为:镁砂:黏土:纸浆=1:0.04:0.02。镁砂中含MgO高于87%,粒度为0.147~0.110mm(100~140目);(2)浇注系统应是封闭的,以防止钢液在浇注过程中氧化;(3)内浇口设计为扁平形或平形;(4)凡有冒口的铸件,浇口一般开设在冒口下或通过冒口,以提高冒口的补缩作用;
(5)一般采用侧冒口(圆柱形或圆锥形铸件除外),平板类铸件冒口重为铸件的20%~30%;(6)浇口不应阻碍铸件收缩,圆形铸件横浇口设计为+形;(7)对铲齿类铸件,在可能范围内可推广金属型铸造。
(三)稀土高锰钢的水韧处理它与一般高锰钢大体相同。稀土元素能降低高锰钢水韧处理的临界温度约50℃。选择固溶温度1080±20℃,保温3~3.5h后淬入水中。水池水量为铸件质量的10倍以上。通压缩空气以加强循环,改善水韧作用。