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2023

04-03 00:00

2023

重稀土釔對鉻系耐磨合金鑄鐵組織及性能的影響

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鉻系耐磨合金鑄鐵是一種優(yōu)良的抗磨材料,廣泛在采礦、發(fā)電、冶金、建材等行業(yè)中應(yīng)用。根據(jù)不同的鑄件服役條件,選擇不同的鉻含量得到不同的碳化物類型,從而改善碳化物形態(tài)，增加硬度，提高鑄件的韌性和耐磨性。但是，鉻系耐磨合金鑄鐵在使用過程中容易出現(xiàn)脆性斷裂現(xiàn)象,始終是一個難以解決的問題。

　　本公司通過試驗,研究了一種YFB系列釔基重稀土變質(zhì)劑，采用變質(zhì)和微合金化原理,及其對鉻系耐磨合金鑄鐵性能的影響，分別與未添加變質(zhì)劑和添加輕稀土硅合金做了生產(chǎn)試驗對比。我們選擇了三種鉻含量不同且具有市場代表性的鑄鐵進(jìn)行9組12×12×120 mm尺寸的試塊做組織分析及性能測試。

　　未加變質(zhì)劑的組織具有典型的連續(xù)網(wǎng)狀碳化物和蜂房狀萊氏體,共晶團(tuán)粗大,馬氏體組織呈較大的針片狀(見圖1)；共晶碳化物組織呈細(xì)小桿狀(見圖4),初生奧氏體區(qū)域晶粒較大；初生碳化物組織呈長條桿狀(如圖7),具有明顯的方向性,共晶碳化物呈細(xì)小條狀,奧氏體呈樹枝狀分分布。添加YFB變質(zhì)劑后，網(wǎng)狀共晶碳化物許多部位出現(xiàn)頸縮，呈明顯斷續(xù)網(wǎng)狀或板片狀(圖2),基本上得到孤立塊狀碳化物,初生奧氏體的尺寸變小,馬氏體組織以隱晶馬氏體存在,有利于基體組織的強化；(見圖5)共晶碳化物呈細(xì)小均勻分布的圓顆粒狀碳化物,初生奧氏體得到細(xì)化；（見圖8）初生碳化物得到明顯的細(xì)化,呈細(xì)小的球狀和小塊狀,共晶碳化物呈細(xì)小均勻分布的顆粒狀和少量細(xì)小條狀,共晶團(tuán)得到明顯的細(xì)化。

　　而添加輕稀土硅合金變質(zhì)后的碳化物明顯細(xì)化，但仍然呈連續(xù)網(wǎng)狀(圖3)，共晶碳化物呈短棒狀分布較不均勻,初生奧氏體較粗大,（見圖6），組織影響見（圖9）,初生碳化物得到細(xì)化,呈塊狀,共晶碳化物為細(xì)小分布的細(xì)小條狀碳化物。

　　通過應(yīng)用實例證明，YFB變質(zhì)劑中的重稀土釔由于本身特性決定,其變質(zhì)效果要優(yōu)于輕稀土硅合金。YFB變質(zhì)劑對中高鉻合金鑄鐵的M?C、M7C?類型碳化物形狀有很好的細(xì)化作用，細(xì)化初生A，強化基體組織，提高硬度和沖擊韌性等力學(xué)性能。使用YFB變質(zhì)劑還能減少Mo、Ni、Cu等合金元素的添加量，典型的降本增效。