含钨高铬铸铁组织及性能研究

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1、摘要本文通过金相观察、x射线衍射分析、能谱分析、洛氏硬度实验、冲击韧度实验、耐磨性实验、磨损试样的磨损面观察、冲击断口观察，研究了钨和热处理对高铬铸铁的组织、力学性能、耐磨性能的影响；确定了含钨高铬铸铁的合理钨含量及热处理工艺；通过与含钼高铬铸铁的淬透性比较，研究了钨、钼对高铬铸铁淬透性的影响。同时，研究了适合Cr26含钨高铬铸铁的RE-Nb复合变质剂。实验结果分析表明，铸态下含钨高铬铸铁的组织由奥氏体、马氏体和碳化物组成，铬的碳化物主要形式有M7C3、M23C6，钨在基体和碳化物中基本均匀分布，

2、钨的碳化物主要以WCl．x、W6C254、Cw3为主。钨同时提高基体和碳化物的硬度，从而提商宏观硬度，随着钨含量的升高，含钨高铬铸铁的磨损失重减少，神击韧度先提高。当钨含量为3％时，冲击韧度开始下降。钨含量为1．。3％时。高铬铸铁的硬度为58．75HRC，比不含钨的提高3HRC，冲击韧度为ll，18J／cm2，提高1．75J／cm2，磨损失重为3．8mg，减少54．8％。热处理后，含钨高铬铸铁的组织由马氏体、残余奥氏体和碳化物组成，铬的碳化物类型没有变化，钨的碳化物以wel。、w6c154、cw3

3、、w2C为主，热处理对钨在高铬铸铁基体和碳化物中的分布几乎没有影响。随着淬火温度的提高，洛氏硬度提高，耐磨性提高。随着回火温度的提高，冲击韧度下降，硬度先升高，550oc回火时开始下降。含钨高铬铸铁的合理热处理工艺为i050"c淬火250"C回火，此热处理工艺条件下，含钨1．03％的硬度为61．gHRC，冲击韧度为7．9J／em2，磨损失重为2．7mg，减少66．7％。通过钨、钼对高铬铸铁淬透性影响的比较，试样尺寸为60x120×120mm时。950"C淬火时含钼高铬铸铁的心部硬度在60～62HR

4、C，已经能够淬透。1050"C淬火时不含钨、钼试样的心部硬度60～611-IR．C，能够淬透。1100"C淬火时，含钨3．341％高铬铸铁硬度在6t～62HRC。所以钼能够强烈提高高铬铸铁的淬透性，由于钨溶入基体后，能够提高碳和合金元素在淬火时的扩散激活能，淬火后基体仍存在相对较多的碳和合金元素，马氏体开始转变温度Ms依旧很低，从而奥氏体很难转化为马氏体。通过对含钨高铬铸铁RE-Nb复合变质剂的研究发现，稀土和铌都能够细化奥氏体和碳化物，稀土和铌复合变质的合适配方为O．4％稀土硅铁+1．2％铌铁(

5、稀土硅铁中稀土含量为RE25％，铌铁中铌的含量为Nb65％)。该配方下含钨1．5％时，高铬铸铁铸态时的硬度为58．3HRC，比不加变质剂的提高3．3HRC：冲击韧度为9．42J／em?，提高4．12J／era2，1050℃淬火250"C回火后，硬度为63．45HRC，冲击韧度为7．21J／em2。关键词：钨：高铬铸铁；热处理；耐磨性；淬透性；RE-Nb复合变质剂：1IABSTRACTBymeansofmicrostructureobservation,X—rayDifiactometer(XRD)

6、，ScanningElectronMicroscopy(SEra)withEnergyDispersiveSpectrometer(EDS)’rockwellhardnesstest,impact-toughnesstest,abrasiveweartestandobservationofthewearsllrfag宅andtheas-eastmorphologyofimpactfi'acture，theeffectofWandMoonthemicros仃ucture，mechanicalprop

7、ertiesandweal-resistancewereresearched．111creasonablecontentofWandheattreatmenttechnologyWereobtained．Comparedthehardenabilityofhi曲chromiummolybdenumcastironwiththatofhighchromiumtungstencastiron．theeffectDfWandMoonthehardenabilityWasinvestigated．Andt

8、heRE-NbcompoundmodificatorofCr26highc11romiumtungstencastironWasstudied．Experimentalresultsnowthattheas-ca．gtmicmstructureofhighchromiumtungsteneastironconsistsofaustertite，manensiteandcarbides．M7C3，M23C6arethemaintypesofchfomiumcarbide．nledis