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合金元素及显微组织对磨辊性能的影响
来源:2015-6-14 9:43:22

   在普通白口铸铁中加入少量的合金元素,首先是将普通白口铸铁中耐磨硬质相Fe3C型碳化物(显微硬度8501100HV)转变为具有更高硬度的M3C合金渗碳体的耐磨硬质相,显微硬度为11001700HV, 如低铬白口铸铁中.碳化物为含有少量铬的合金渗碳体(FeCr3C, 从而提高耐磨性;其次,合金元素还具有提高铸件的淬透性、提高材料的强韧性、细化晶粒等作用。 关于众多合金元素在耐磨合金铸铁中的作用,许多教材、材料手册中都作了很多的论述,这里不再详述。

   本文豫达铸件公司主要与您讨论CrNiMoVTi等合金元素的主要作用以及对磨辊耐磨性能的影响。

   1 CrCr在合金铸铁中的作用包括:①易形成合金碳化物,提高耐磨性;②强化基体、细化组织;③提高淬透性;④缩小奥氏体区。 适量添加合金元素Cr,有助于提高磨辊的耐磨性,但Cr含量过高(即高铬合金铸铁),合金碳化物为(CrFe7C3, 显微硬度为18002600HV,会对磨辊表面加工和修复带来许多困难(需要进行多次的切削加工),同时,材料成本也大大增加。

   2 NiNi在合金铸铁中的作用包括:①扩大奥氏体区(奥氏体化有效元素),全部溶入基体,且不形成碳化物元素;②强化基体,低合金含量时细化组织,提高强度而不显著降低塑性;③提高耐热、耐腐蚀能力;④降低过热敏感性, 提高淬透性。添加少量的合金元素Ni,有助于提高磨辊材料的强韧性,但材料含高Ni主要是提高耐热、耐腐蚀能力,且Ni合金价格昂贵,因此作为磨辊材料,过多添加Ni合金没有明显优势。

   3 MoMo在合金铸铁中的作用包括:①缩小γ区, 提高淬透性;②强化铁素体,细化组织;③提高高温性能,降低或消除回火脆性;④形成特殊碳化物,改善高温高压抗氢腐蚀作用。 对于厚大的铸件,必须添加一定含量的合金元素Mo,以提高铸件的淬透性,减小铸件表面与中心部位的硬度差,提高铸件的使用寿命,这也是该合金元素在耐磨铸件材料中发挥的最大作用。因此,对于外层为金属型激冷的、厚度不大的低合金白口耐磨铸铁磨辊,离心浇注后凝固速度较快,铸件内外表面硬度相差不大,且Mo合金价格更加昂贵,因此作为磨辊材料,过多添加Mo合金也没有明显优势。

   4 VV在合金铸铁中的作用包括:①含量少时,细化晶粒,提高韧性,含量高时,形成V4C3;②促进铸铁 生成珠光体,并使之细化,可提高生成白口倾向;③提高高温强度和抗蠕变性能;④降低过热敏感性;⑤溶于固溶体时提高淬透性。 V是强烈碳化物形成元素,并改变含V碳化物的形态(球状或杆状)和分布(非网状分布),少量V 合金加入后,极易形成弥散分布的形核质点(凝固质点),细化晶粒效果远大于添加的合金NiMo的影响,从而有效提高材料的强韧性和耐磨性。

   5TiTi在合金铸铁中的作用包括:①化学反应能力较强的钛,微量钛能脱氧、固氮,起到净化铁液作用; ②细化晶粒,改善组织;③强化铁素体,降低过热敏感性;④固溶强化作用极强, 能细化奥氏体树枝晶并降低其方向性。 由于Ti合金具有较强的化学反应能力,加入少量Ti合金后,同样使凝固铁液形核质点多,细化晶粒效果好,特别是还具有脱氧、除气作用,因此可提高磨辊材料的强度和机械性能。

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