电弧炉熔炼高铬铸铁的几点体会--《铸造》1983年03期
电弧炉熔炼高铬铸铁的几点体会
【摘要】：正一、选料我们在熔炼高铬铸铁过程中,在对炉料成分进行严格选择后,确定采用共装法熔炼.这样能达到保证产品质量,减轻劳动强度、快速熔炼、成本低的目的.
【作者单位】：
【关键词】：
【正文快照】：
。、遗、料 我们利用电弧炉的特点,采用硅铁粉、碳我们在熔炼高铬铸铁过程中,在对炉料成 粉混合脱氧的方法,将渣中大量的氧化铬还分进行严格选择后,确定采用共装法熔炼。这 厚 减少合余的损失,达到保证铁水质量的目样能达到保证产品质量,减轻劳动强度、快速 的…。熔炼、成本
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高铬铸铁性能研究.doc 48页
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摘 要 高铬铸铁因其优越的性能而受到。，一般白口铸铁高得多的韧性、强度，同时它还兼有良好的抗高温和抗腐蚀性能，加之生产便捷、成本适中，被誉为当代最优良的抗磨料磨损材料之一。X射线衍射仪，电子探针等设备对试样的组织形态、化学成分、物相组成进行了分析，最后通过硬度测试，摩擦磨损实验进行性能检测。结果表明，高铬铸铁的组织主要由基体和碳化物组成，基体的相是主要奥氏体另外还有部分马氏体，而碳化物主要是Cr7C3。高铬铸铁的硬度及耐磨性都比较高。关键词：高铬铸铁；铸造；耐磨性；摩擦磨损；Abstract?Because of its superior performance,?high chromium cast iron attracted more and more attention. High chromium cast iron has more excellent wear resistance than ?alloy steel?, relative to the general white cast iron has higher toughness, strength, at the same time, it also has good resistance to high temperature and corrosion resistance, and convenient production, low cost, and is regarded as the best of contemporary anti abrasion material. In this paper, the properties of high chromium cast iron casting and compares the system, first of all the design of high chrome cast iron component for casting, then by using optical microscope, scanning electron microscope, X ray diffraction, electron probe and other equipment on the sample tissue morphology, chemical composition, phase composition are analyzed, finally, hardness test friction and wear experiments, performance testing.The results show that, the structure of high chromium iron is mainly composed of a base and composition of carbide, matrix phase is the main part of austenite and martensite, and the carbide is Cr7C3.The hardness of high chromium cast iron and the wear resistance is higher.
Key words: hig friction and wear.目录1 绪论 11.1研究背景 11.2高铬铸铁中的碳化物 11.3高铬铸铁中的合金元素 21.4高铬铸铁的应用 51.4.1高铬铸铁磨球在球磨机中的应用 51.4.2高铬铸铁在渣浆泵上的应用 51.4.3高铬铸铁在水泥磨上的应用 61.4.4高铬铸铁在破碎机颚板上的应用 61.5高铬铸铁的研究现状 71.6本课题提出以及研究的意义 82 实验材料及实验方法 92.1实验设备及实验材料 92.1.1 实验设备 92.1.2实验材料制备 92.1.3高铬铸铁的铸造 112.2 试样制备、组织观察及性能测试 132.2.1 实验流程 132.2.3组织观察 142.2.4物相及成分分析 152.2.5硬度检测 152.2.6摩擦磨损实验 153.实验结果与讨论 173.1组织观察 173.1.1高铬铸铁的组织形貌 173.1.2 试样的SEM微观组织形貌 183.2 XRD数据分析 193.3 电子探针 203.4 硬度分析 223.5 磨损量分析 223.6 磨损形貌分析 234.结论 25参考文献 26致
谢 26附 录 291.外文文献原文 292.外文文献译文 3
正在加载中，请稍后...山东科技大学学士学位论文绪论；山设备中的应用作了大量研究，为高铬铸铁的使用开辟；碳化物是白口铸铁中的重要组成相，所占体积分数高达；高铬铸铁组织中存在大量的碳化物，碳化物硬度越高，；1.3高铬铸铁中的合金元素；高铬白口铸铁是具有合金碳化物与基体组成的多相组织；高铬白口铸铁在不同的工况条件下工作，对其硬度、韧；碳：碳是影响碳化物数量的主要因素，碳影响碳化物的；山
山东科技大学学士学位论文
绪论 山设备中的应用作了大量研究，为高铬铸铁的使用开辟了广阔的道路。 碳化物是白口铸铁中的重要组成相，所占体积分数高达40%左右，碳化物具有高硬度、高弹性模量、高熔点并且易脆的特点。此外，具有明显的金属特性―金属光泽，高导电率，电阻随温度降低而降低。其类型、成分、数量、大小、形状及分布直接影响白口铸铁的性能。 高铬铸铁组织中存在大量的碳化物，碳化物硬度越高，其抗磨料磨损性能就越好。碳化物的类型，形态和数量对高铬白口铸铁抗磨能力和力学性能都有影响。高铬白口铸铁可能出现的碳化物类型有M7C3 ，M23C6 和M3C。碳化物都是硬质相， 对合金的抗磨能力起重要的作用，其中M7C3 型碳化物的抗磨性能最好。当合金含铬量大于11%，Cr/C大于3.5时，它在微观组织中形成的碳化物主要为M7C3 型，显微硬度高达HV，而且这种碳化物呈块状，断开分布，以半孤立状态分布在金属基体之间，减少了对基体的割裂程度，使其韧性和耐磨性能大大增加。应用于一些少量冲击和凿削磨损的衬板磨球颚板等，可以比高锰钢使用寿命高好几倍，高铬铸铁的这种组织特点是使其成为优良的抗磨材料的关键。 1.3高铬铸铁中的合金元素 高铬白口铸铁是具有合金碳化物与基体组成的多相组织。高铬铸铁的磨损是由碳化物和基体两者的磨损机制共同决定。研究认为：马氏体基体比奥氏体基体有更好的抗应力磨损耐磨性，但动态断裂韧性较低。 高铬白口铸铁在不同的工况条件下工作，对其硬度、韧性、耐磨性等有不同的要求，其合金成分的选择和加入量也不同。 碳：碳是影响碳化物数量的主要因素，碳影响碳化物的数量，但基本不影响碳化物的类型。铸铁中的含碳量越高，碳化物数量越多，淬透性越差。提高碳含量能提高铸铁的硬度，改善材料的耐磨性，但过高的碳含量2 山东科技大学学士学位论文
绪论 将使铸铁的韧性降低； 铬：铬是高铬铸铁的基础元素，是决定碳化物类型的主要因素，使显微组织中获得更高硬度的M7C3 型碳化物。提高铬的含量有助于提高碳化物的数量。铬一部分去形成碳化物，另一部分溶于基体，提高铸铁的淬透性，抑制珠光体的形成。随着铬量的提高，合金白口铸铁的组织与性能要发生重要的变化，当铬含量大于10%-12%时，碳化物的形态从M3C 型转变成M7C3 型，碳化物硬度显著提高，同时韧性也得到改善。 碳和铬是高铬铸铁中最重要的合金元素。碳含量主要决定碳化物的数量，铬含量则主要决定碳化物的类型。高铬铸铁中铬与碳的比值Cr/C对其组织和性能有很大的影响。试验结果表明：随着Cr/C 增加，共晶碳化物的形貌经历了连续网状-片状-杆状等连续程度减小的过程，共晶碳化物的类型也经历了M3C-M3C+M7C3-M7C3 的变化过程，这无疑提高了高铬铸铁的韧性。此外，基体晶粒随着Cr/C 的增加变的细小。文献指出，Cr/C大于5能获得大部分的M7C3 型碳化物，因而采用优选值Cr/C≈5。 碳化物质量分数： w(k)=w(c)12.33%+w(cr)0.55%-15.2% （1-1） 根据公式，铬增加碳化物的作用没有碳大，因此通常用提高碳量的办法去增加碳化物数量。 钼：钼在白口铸铁中，质量分数的50%消耗于形成Mo2C，25%进入碳化物，25%溶入金属基体。钼能提高共析转变温度，推迟奥氏体转变的孕育期，使连续曲线右移，显著降低临界冷却速度。钼强化了奥氏体脱稳反应， 有效提高马氏体转变点Ms，是提高淬透性的有效元素，同时细化晶粒。钼是贵重元素，故其加入量一般不超过3%，试验中Mo的加入量控制在0.8%以下。 钨：钨和钼有相近似的特性，一部分固溶在基体中，有提高共析转变3 山东科技大学学士学位论文
绪论 温度，细化奥氏体树枝状晶，进一步改善共晶碳化物分布的作用。 镍：镍不形成任何形式的碳化物，无限固溶于奥氏体中，扩大奥氏体相区，降低临界转变速度和马氏体开始转变温度Ms，是稳定奥氏体的主要合金元素，并抑制珠光体的形成。国内镍资源缺乏，价格高，控制在0.2-0.8 之间。 钒：钒是强烈的碳化物形成元素，可以稳定高铬铸铁中的碳化物，铸态时，钒和碳不仅能形成初生碳化物，而且形成二次碳化物，降低奥氏体中碳的浓度，使奥氏体不稳定，提高马氏体转变温度Ms ，在铸态容易获得马氏体。极小的碳化钒颗粒均匀分布组织中，提高机械性能，在结晶时作为外来核心，明显控制结晶过程中晶粒长大和碳化物晶界的移动，从而细化组织，改善碳化物分布，减少粗的柱状晶组织，同时含钒的碳化物硬度很高，HV≈2400。 钛：钛是活泼元素之一，它与氮、碳、氧都有较强的结合力，它与硫的结合力也强于铁，钛与碳、氮形成的TiC、TiN，熔点高，其质点在凝固过程中起外来晶核作用，细化铸态组织，形成的TiC 极为稳定，不易溶解，在热处理过程中也有阻碍奥氏体晶粒长大的作用，细化晶粒。钛的加入量过多时，会引起高熔点，硬质相的增加及粗化，这样不仅不能细化晶粒， 反而使碳化物析出，损害强度和韧性。 铜：铜可以提高铸铁的淬透性，但作用小于镍，也有稳定奥氏体，抑制珠光体形成的作用。质量分数以小于2.5%为宜。 硅：硅是非碳化物形成元素，主要固溶于基体中，因其增加碳的活性，容易促使石墨形成，阻止白口的发生，降低淬透性，促使珠光体形成影响材料的耐磨性，含量不宜过高，一般含量为0.3%-0.8%。 锰：锰具有扩大奥氏体相区，降低马氏体转变温度Ms作用，增加奥氏体含量，降低淬火后的硬度，而且过量的Mn 溶于碳化物中，使得碳化物4 山东科技大学学士学位论文
绪论 变的更脆，易产生裂纹，在磨损过程中易折断。一般锰的含量控制在0.6- 0.9%。 1.4高铬铸铁的应用 1.4.1高铬铸铁磨球在球磨机中的应用 球磨机是水泥、电力、矿山等行业研磨工序的主要设备，磨球是球磨机主要易损件之一。磨球既要有高的耐磨性，又要有高的韧性。它的耐磨性能高低对生产起着极为重要的作用。因此提高其硬度、抗冲击性、耐磨性能极为重要。长治钢铁（集团）公司为了改进铸铁球的致密度，减少热 裂，通过加入不同的稀土元素，来改善铸铁球的化学成分和均匀性。并成功用于生产水泥用的球磨机中，显著提高了磨球的耐磨性。中国铝业广西分公司检厂已研制成功并投入生产了一种磨球，它是用自行研制的特高铬耐磨合金铸铁制成，由于其具有良好的耐磨性及韧性，用它制作的磨球应 用在该公司氧化铝厂原料车间球磨机上，获得了很大的成功。这种耐磨材料制成的磨球的应用创造出了很好的经济效益，具体可表现为加球量比原来少了一半。安徽理工大学与淮化集团公司热电厂合作制作的高铬铸铁磨球在淮化集团热电厂Φ3.2m球磨机使用，停机开仓检查无明显破碎 变形磨球，破碎率小于0.5%，使用效果良好。在使用高铬铸铁磨球时，必须考虑到实际工况条件。尤其是与之相配的衬板必须有足够的硬度，否则磨损过快。如何处理好磨球硬度与韧性、淬透性与合金元素含量这两对矛盾一直是实际生产中未解决的难题，通常是硬度高则韧性低，破碎率高；合金元素含量高使淬透性提高，但成本增加。 1.4.2高铬铸铁在渣浆泵上的应用 渣浆泵在矿山、冶金、火力发电、煤炭、化工和环保等工矿部门广泛应用于输送高浓度渣浆，其四大过流件如蜗壳、叶轮、前护板和后护板等5 山东科技大学学士学位论文
绪论 在工作过程中不但承受物料的冲刷磨损，而且还承受浆料的腐蚀作用，运行工况极其恶劣，因此其过流部件成为冶金矿山行业常见的易损件。国内外渣浆泵过流部件所用材料主要有不锈钢、高铬铸铁和镍硬铸铁。高铬铸铁是渣浆泵过流件的理想候选材料，通过碳、铬含量水平的调整或选择，可以获得不同工矿条件下过流件的最佳使用效果。蒋业华等人研究发现，铸态和热处理态两种状态下的Cr28高铬铸铁的腐蚀磨损性能与高铬铸铁标样Cr15Mo3相比都有显著地提高，表现出优越的耐腐蚀磨损性能。西安交通大学研究的Cr28%左右的高铬铸铁和利用稀土变质处理的高铬铸铁耐冲刷腐蚀性能优越，可望成为渣浆泵过流件的新材料。改善定向凝固设备和工艺，以制备碳化物定向排列的高铬铸铁，这也是一种值得期待的方法。 1.4.3高铬铸铁在水泥磨上的应用 锰铝复合高铬铸铁的水泥磨磨辊衬板，对于厚大件其淬透性、耐磨性都不理想，仅适用于有效截面在100mm-140mm的铸件上。厚大截面的磨辊衬板需要有一定抗冲击能力的高铬铸铁品种，用于大型水泥立磨。沈阳重型机械集团有限责任公司开发研制的高铬铸铁衬板，已使用在各种系列立磨、中速磨上。 1.4.4高铬铸铁在破碎机颚板上的应用 随着破碎机规格的加大和机械化程度的提高，颚板的耐磨性问题变得越来越突出。因颚板耐磨性差，造成频繁更换，不仅增加了破矿成本，而且降低了生产率，增大了工人劳动强度，因此，提高颚板耐磨性问题已引起了人们的重视。北京冶金设备研究院为河南黄河金矿生产了一批高铬铸铁颚板，用于破碎金矿石，使用寿命是高锰钢的三倍以上。江西科学研究所研制的高铬铸铁颚板在浒坑钨矿试用表明，其耐磨性比高锰钢提高两倍以上。 6 三亿文库包含各类专业文献、各类资格考试、生活休闲娱乐、文学作品欣赏、专业论文、中学教育、高铬铸铁性能研究毕业论文51等内容。　
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分析高铬铸铁辊环产生裂纹主要原因
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核心提示：　　浇注温度对辊环质量影响较大，根据铸铁结晶学原理，铸件凝固过程中，冷却时间与冷却速度由铸件结构、铁水浇注温度、金属热物理常数及铸型的散热系数来确定。在特定情况下，铸型结构、金属热物理性能都不变化，而铁水凝固速
　　浇注温度对辊环质量影响较大，根据铸铁结晶学原理，铸件凝固过程中，冷却时间与冷却速度由铸件结构、铁水浇注温度、金属热物理常数及铸型的散热系数来确定。在特定情况下，铸型结构、金属热物理性能都不变化，而铁水凝固速度及散热条件却是人为因素。尤其是浇注温度对凝固速度影响极大，浇注温度过高，铁水凝固慢，结晶组织粗大，降低辊环机械性能和疲劳极限，最终将影响辊环的使用效果，研究表明，浇铸温度控制在℃是合理的。　　高铬铸铁辊环的软化退火处理高铬铸铁硬度高，机械加工前应该进行软化退火处理。高铬铸铁常规的退火处理工艺是将工件随炉加热到奥氏体化温度后，保温一段时间，然湖南冶金后缓慢冷却到690℃，再保温一段时间后空冷，这种工艺存在着退火时间长、操作麻烦和硬度降低不明显（最终硬度HRC35～37）等缺点。为此笔者研究了高铬铸铁软化退火处理新工艺，利用这种工艺可将<100mm圆棒心部的硬度降至3.4高铬铸铁辊环的机械加工高铬铸铁属于脆硬性材料，在退火状态下粗加工时采用YST硬质合金刀具，因为其韧性好，耐冲击，精加工时采用YS10硬质合金刀具。淬火和回火热处理后，采用TT100新型陶瓷刀具进行光整加工，切削速度比硬质合金刀高3～4倍，加工件表面质量好。　　高铬铸铁辊环的淬火和回火处理在实验室基础研究的升温速度、淬火加热温度对高铬铸铁硬度的影响表明，在850～1030℃范围内，快速升温淬火后的硬度高于缓慢升温淬火后的硬度。这是因为前者的二次碳化物细小、量多，对基体的沉淀硬化作用大，而后者的二次碳化物粗大、量少，对基体的沉淀硬化作用小。结果还表明，在930～960℃范围内保温淬火，硬度值最高。这是由于温度升高，铬、碳等元素在奥氏体中的溶解度增大，析出的二次碳化物则减小；同时奥氏体中碳和铬含量过高，使淬火后残余奥氏体增多；930℃以下淬火硬度也较低是由于低温时碳、铬等元素的析出比较困难，同样使淬火组织中的二次碳化物较少，残余奥氏体较多。　　提高辊环质量的措施在制造高铬铸铁辊环初期，常出现铸造裂纹，因裂纹而引起的废品率最高时达15%以上。笔者分析了高铬铸铁辊环产生裂纹的主要原因是冷型涂料层厚度薄，高铬铸铁辊环的凝固外壳产生急冷，内应力增大，在离心力的作用下，外壳易出现破裂。此外离心机转数过高，使离心力增大，也促使辊环出现裂纹。但离心机转数过低，铸件组织疏松，对辊环的力学性能和使用效果带来不良影响。为解决涂料层厚度薄、急冷强的问题，首先考虑增加涂料层厚度，但试验表明，涂料层厚度过厚（>2.5mm），涂料层易发生起皮、开裂现象，为此采用双层涂料，底层为隔热层，面层为耐火层，效果较好。　　高铬铸铁辊环的应用为重庆特殊钢厂试做了一套高铬铸铁辊环（总计14个），在其进口锻轧机上进行装机实轧考核，试用结果表明，国产高铬铸铁辊环硬度高、硬度均匀性好、硬度落差小、耐磨性好，使用中不龟裂，不打滑，使用安全可靠，其使用效果已达到进口辊环的水平。　　湖南冶金产出的钯粉装入瓷盘，放入烘箱内120℃恒温干燥6h，冷却后包装成品入库。　　还原钯粉的化学成分见附表。从附表可以看出，用此方法生产的还原海绵钯粉达到了国家标附表还原钯粉的化学成分（%）钯粉回收产品国家标准.　　结论（1）采用选择性沉淀法工艺处理废钯炭催化剂，工艺流程简单，技术可靠，无环境污染。　　（2）选择性沉淀法工艺可以有效实现金属钯与杂质金属和炭的分离，钯的回收率大于98%，纯度大于99.95%，达到了国家标准HPd-2牌号规定要求。　　（3）本工艺适合处理各种含钯废催化剂，处理试剂费用小，成本低，有良好的经济效益和社会效益。