會員登錄
MEMBER LOGIN
技術論壇
TECHNOLOGY FORUM
技 術 性 問 答
發布時間:
2014-11-17 00:00
來源:
高鉻白口鑄鐵件淬火開裂的主要原因是什么?
高鉻白口鑄鐵件淬火開裂的主要原因有如下方面:
1) 鑄件成份不均勻,存在偏析。
2) 高溫保溫時間過長,晶粒長大,力學性能下降。
3)高鉻白口鑄鐵中合金元素含量高,鑄鐵導熱性差,當鑄件表層的溫度很快冷卻至Ms點,開始馬氏體轉變時,內部的溫度還很高,當鑄件表層馬氏體轉變完成后,內部才開始轉變,鑄件表層承受由內部組織轉變膨脹引起的拉應力,當拉應力超過材料的抗拉強度時,產生開裂。
值得注意的是,高鉻白口鑄鐵件淬火后不及時回火或回火過程中升溫速度過快。也易出現裂紋。
◆防止高鉻白口鑄鐵件淬火開裂的主要措施是什么?
防止高鉻白口鑄鐵件淬火開裂的主要措施如下:
1) 高鉻白口鑄鐵凝固過程中,采用孕育、變質、懸浮鑄造或半固態鑄造等措施,細化凝固組織,改善碳化物形態和分布,提高高鉻白口鑄鐵力學性能,有助于防止鑄件淬火開裂。
2) 為了使鑄件內外溫差盡量小,合金元素及碳得以充分的溶解和擴散,減少鑄件在高溫時的保溫時間,將鑄件的氧化脫碳程度及晶粒長大趨勢控制在最小范圍,在升溫過程中,采用400℃、650℃和850℃分段預熱的加熱方法,可縮短高溫保溫時間,防止鑄件力學性能下降,有助于防止鑄件淬火開裂。
3) 冷奧氏體在不同溫度有不同的穩定性。在650—400℃這一奧氏體最不穩定區,應以大于淬火臨界冷卻速度冷卻,以防止奧氏體發生珠光體類型轉變,而在650℃以上和低于400℃區間冷卻速度應緩慢,減少由于溫差及馬氏體轉變所產生的熱應力和組織應力,以減小變形和預防開裂。因此,高鉻白口鑄鐵件高溫出爐后,先在空氣中預冷至700℃左右,然后噴霧冷卻或入液態淬火冷卻介質進行快冷至400℃后空冷至120~150℃再立即回火,有助于防止淬火開裂。
◆高鉻白口鑄鐵生產中應注意哪些問題?
高鉻白口鑄鐵必須采用順序凝固的鑄造生產工藝,鑄件不允許有肉眼可見缺陷。在生產過程中,高鉻白口鑄鐵的工作面宜設置冷鐵,使M7C3型碳化物產生定向凝固,獲得垂直于工作面分布的硬度為1300~1500HV的碳化物,可大幅提高高鉻白口鑄鐵件的使用壽命:高鉻白口鑄鐵在熱處理過程中應嚴格控制升溫速度,以防發生開裂現象。對于馬氏體類高鉻白口鑄鐵,熱處理后基體的殘留奧氏體量應控制在3%(體積分數)以下,以減少剝落和開裂現象。實際生產中常采用退火、淬火、回火的熱處理工藝,淬火溫度在920~1050℃,回火溫度在230~350℃。
◆合金元素對高鉻白口鑄鐵特性的影響趨勢是什么?
碳與合金元素對高鉻白口鑄鐵特性的影響趨勢是什么見表4-29.
表4-29碳與合金元素對高鉻白口鑄鐵特性的影響趨勢
合金元素對性能的影響趨勢 | |||||||
序號 | 項目 | C | Cr | V | Ni | Mo | W |
1 | 穩定奧氏體 | B | A | B | A | A | A |
2 | 形成碳化物 | A | A | A | - | A | A |
3 | Ac1 | B | A | A | A | A | A |
4 | Ms | B | B | A | B | A | A |
5 | 抗彎強度 | B | A | D | A | C | D |
6 | 常溫硬度 | A | C | A | B | C | C |
7 | 常溫沖擊韌度 | B | A | D | C | D | D |
8 | 高溫抗拉強度 | B | A | A | C | A | A |
9 | 高溫沖擊韌度 | B | A | B | A | B | B |
10 | 高溫熱硬性 | - | A | A | C | A | A |
11 | 抗回火軟化能力 | - | A | A | A | A | A |
12 | 抗沖擊磨損性能 | B | C | B | A | D | C |
13 | 抗高溫磨損性能 | A | C | B | A | A | A |
14 | 抗高溫氧化性能 | B | A | B | A | D | C |
15 | 抗高溫熱疲勞性能 | B | A | B | A | A | A |
16 | 抗熱裂傾向性 | B | A | B | - | - | - |
17 | 抗疲勞斷裂性能 | B | A | A | A | A | A |
注:1、表中高鉻白口鑄鐵其他成分為:ω(Si)= 0.6%~1.1%、ω(Mn)=0.6%~1.0%、ω(S)≤0.05%、ω(P)≤0.05%,冶金備件中一般不提高錳含量,不使用銅。
2、高鉻鑄鐵熔煉出爐時必須使用純鋁脫氧,同時用質量分數為0.2%稀土硅鐵孕育處理,因此在高鉻鑄鐵中含有一定酸溶鋁(Als)和RE含量。
3、在溫度高于700℃時使用,可加入鎳,不加釩;在中溫高于500℃時使用,可加入鎢、鋁;均可以加入微量鈦。
4、使用溫度越高,鉻含量越高;沖擊力越大,應適當降低碳含量,磨損嚴重可適量提高碳含量,但不應超過相應鉻含量的共晶碳含量。
表4-3l低鉻白口鑄鐵力學性能對比 | |||
實驗編號 | 硬度HRC | 沖擊韌度/(J/cm2) | 備注 |
1 | 50.4 | 4.8 | 全白口生鐵為主要原材料 |
2 | 50.2 | 3.5 | 廢機鐵(球墨鑄鐵)為主要原材料 |
3 | 50.7 | 5.2 | 釩鈦生鐵為主要原材料 |
4 | 50.9 | 5.1 | P08生鐵為主要原材料 |
附件下載:

-
地址:濟南市解放路134號 電話:0531-86401781 / 86952422 傳真:0531-86465075
郵箱:foundry-shandong@163.com 郵編:250013
版權所有 © 山東省鑄造協會 魯ICP備2021002429號

官方公眾號