高铬白口铸铁亚临界热处理的探讨

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1、高铬白口铸铁亚临界热处理的探讨卢洪波1，朴东学2，黄先波1[1一郑州鼎盛T程技术有限公司河南郑州450000，2一沈阳铸造研究所辽宁沈阳110022]摘要：本文主要探讨了高铬白口铸铁亚I临界热处工艺参数及其对硬度和冲击韧性的影响。研究表明，在亚临界热处理过程中，高铬铸铁中的过冷奥氏体(残余奥氏体]将析出碳化物(M：c。]降低奥氏体的含碳量和含铬量，降低其稳定性，与此同时上升Ms点，有利于转变成马氏体，促使硬度上升，其硬度能达到常规高温淬火处理高铬铸铁水平，降低热处理能耗，从而降低生产成本。O．问题的提出随着国民经济的飞速发展尤其是冶金、矿山、建材、电力、化肥等行业的发展，对具有良好抗磨性能

2、和综合力学性能的高铬白口铸铁的需求量越量越高，同时高铬铸铁件的结构有的向着大型化复杂化发展，如大型杂质泵过流部件不仅结构复杂，而且各部的壁厚尺寸的差异也比较悬殊，给高铬白口铸铁铸件高温淬火工艺的实施带来许多困难和麻烦。众所周知，高铬白口铸铁的导热性差，加热和冷却过程中因温差造成的热应力比较大，稍不谨慎，大型结构复杂、各部位壁厚尺寸相差悬殊的高铬白口铸件，将导致铸件产生裂纹甚至开裂，带来严重的经济损失。此外高铬铸铁高温淬火工艺，一般所选用较高的奥氏体化淬火温度[940～1060。C]能耗较高，尤其是结构复杂件和各部壁厚悬殊的铸件，怕加热过程中因内外温差而产生的热应力导致铸件产生裂纹和开裂，往

3、往采用十分缓慢的加热速度，消耗大量能源，造成生产成本大辐度提高。鉴于上述实际情况，提出本研究，着重研究了不同成分的高铬铸铁最佳亚I临界热处理工艺，并探对了相关工艺参数。研究结果表明，高铬铸铁的亚临界热处理工艺，可作为高铬铸铁的另一种硬化工艺，是技术上可行经济上合理的。一．试验用高铬白口铸铁和试验研究方法1．试验用高铬白口铸铁在表l中列入了试验用高铬白口铸铁的种类和化学成分[选择高铬铸铁件生产中较为常用的高铬铸铁成分，]。试验用高铬白口铸铁的种类和化学成分(％]表1注：本试验用高铬白口铸铁均用500KG酸性炉衬中频炉熔化，熔化过程中均采用严格的沉淀脱氧和终脱氧工艺，炉前用s一Ⅲ综合变质剂进行

4、变质处理，使高铬白I：1铸铁达到纯净化、细化、改善共晶碳化物形状和分布，以达到提高综合力学性能的目的。2．试验研究方法为了使表1的高铬白口铸铁试样，铸态下获得马氏体+奥氏体，并使试验结果，在生产中有参考和·172·2008全国耐磨材料暨水泥矿山应用技术交流会应用价值，试验用试样选择50mmx55mmx200mm长方形[C02型浇注试样]，把试样按铸铁的类型分别用箱式电阻炉[H75Kw一炉膛温差小于lO。C]，用不同的亚临界工艺参数进行处理，并从试样中心部50mmx55mm截面中，用线切割机取出2个10．5mmxlO．5rnmx55mm冲击试样，经磨屑加工后[10mmxlOmmx55mm]，

5、先测定冲击试样长度方向的硬度，每个试样共测5点HRC硬度，了解其硬度变化情况，然后再做冲击试验。冲击试样取样部位及测定硬度部位详见下图。冲击试样2的取样位置．200．1萎}‘＼55_／I，／苦试样l的取样位置___-__—_____一100‘·-__-__·__。·-一冲击试祥的取样位置腻硬度实测部位3．亚临界热处理工艺及工艺参数①试验用高铬白口铸铁编号为l的高铬白口铸铁亚临界热处理工艺曲线列人图1中。p魁赠时间h图1编号为1的高铬白口亚临界热处理工艺曲线②试验用高铬白口铸铁编号为2的高铬白口铸铁亚临界热处理工艺曲线列入图2中。卢洪波等：高铬白IX／铸铁亚临界热处理的探讨·173·p心嘎时

6、间h图2编号为2的高铬白口亚临界热处理工艺曲线③试验用高铬白VI铸铁编号为3的高铬白口铸铁亚临界热处理工艺曲线列入图3中。p削赠时间h图3编号为3的高铬白1],'Ilr临界热处理工艺曲线④试验用高铬白IZt铸铁编号为4的高铬白VI铸铁亚临界热处理工艺曲线列入图4中。p世嘎时间h图4编号为4的高铬白口亚临界热处理工艺曲线⑤亚临界热处理工艺参数本试验中加热速度均选45。C／h；亚临界温度编号为1的高铬自口铸铁分别选择400。C、450。C、500℃、525'：E、550％、600。C，保温时间选8h，编号为2的高铬白Vt铸铁分别选择500％、520'℃、540℃、560。C，保温时间选8h，编

7、号为3的高铬白口铸铁分别选择475。C、500'E、525。C、550'E，保温时间选8h，编号为4的高铬白VI铸铁分别选择440℃、460。C、490。C、510℃，保温时间分别选6h、8h，冷却方法均选用静止空气中冷却。·174·2008全国耐磨材料暨水泥矿山应用技术交流会二．试验结果①试验用高铬白口铸铁编号为1的高铬白口铸铁亚临界热处理试验结果在表2中YOAT编号I为的高铬白口经铸铁，经亚临界热处理后，所测定的冲击