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高铬铸铁通过热处理可以改变碳化物的形态以及分布,并且能够细化基体组织,以获得较理想的力学性能。在淬火介质相同的条件下,延长保温时间能够促使其硬度上升。回火能够促使残余奥氏体分解、含铬的碳化物析出、马氏体分解。

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高铬铸铁通过热处理可以改变碳化物的形态以及分布,并且能够细化基体组织,以获得较理想的力学性能。不同的淬火温度得到的高铬铸铁中奥氏体所含渗碳体的数量会不同。在淬火介质相同的条件下,延长保温时间能够促使其硬度上升。回火能够促使残余奥氏体分解、含铬的碳化物析出、马氏体分解。

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采用不同温度的淬火方式最终目的是为了改变高铬铸铁的碳化物形貌,细化组织从而获得优良的力学性能。由于在淬火过程中在奥氏体中的渗碳体数量会受到很大的影响,就会导致奥氏体中合金量得变化,较低的淬火温度溶入奥氏体中的渗碳体会减少会使得淬火后得到的马氏体中碳含量下降,合金元素减少,最终导致马氏体的硬度较低从而使得合金的硬度也较低。淬火温度升高碳的扩散速度就会加快,然后溶解到奥氏体中的合金元素也会增多,淬火后得到的马氏体硬度就会上升,则高铬铸铁宏观硬度也会因此而升高。过高的淬火温度是会给基体带来不利影响的,淬火温度过高时溶入奥氏体中的合金元素和碳都会非常的多,这就会使得奥氏体的稳定性增强,奥氏体化温度升高,溶入其中的一次碳化物增多,淬火后得到的一次碳化物数量减少,马氏体数量也减少,硬度值下降。

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蠕虫状石墨是介于片状石墨和球状石墨之间的一种中间形态石墨,蠕墨铸铁拥有优异的综合性能。钒钛蠕墨铸铁是以含钒钛合金元素的钒钛生铁为原材料,经蠕化处理后获得的蠕墨铸铁,具有良好的力学性、导热性、抗氧化、抗生长性、耐磨和减磨综合性能。由于合金元素钒钛的作用,钒钛蠕墨铸铁拥有更加优异的综合性能。

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鉴于钒钛蠕墨铸铁具有比普通蠕铁更好的常温及高温力学性能,热疲劳性能及抗氧化抗生长性能以及耐磨性能,钒钛蠕墨铸铁在钢锭模、玻璃模具、汽车制动鼓、列车制动盘方面具有广阔的应用前景。汽车制动鼓是最常见的制动装置,也是汽车安全行驶的重要保证。随着汽车技术的发展,汽车不断向高速、重载等方向发展,这对汽车制动性能及相应制动系统的零部件的性能也提出了更高的要求。制动鼓除要求较高的强度外,还特别注重材料的耐磨性能和热疲劳特性。制动鼓的材料经历了普通灰铸铁,合金灰铸铁,蠕墨铸铁这样的发展历程。蠕墨铸铁的力学性能、热疲劳性能和耐磨性能比灰铁高,导热率、减震性又优于球铁,而且蠕铁密度比灰铁小。因此,用蠕铁生产制动鼓既保持了灰

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采用我国丰富的钒钛生铁作为原材料,可以获得生产成本较低、综合性能优异的钒钛蠕墨铸铁,通过控制蠕化剂的加入量和蠕化处理工艺而稳定获得了综合性能优异的钒钛蠕墨铸铁。鉴于钒钛蠕墨铸铁具有比普通蠕铁更好的常温及高温力学性能,热疲劳性能及抗氧化抗生长性能以及耐磨性能。钒钛蠕墨铸铁在钢锭模、玻璃模具、汽车制动鼓、列车制动盘方面具有广阔的应用前景。

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钒钛对蠕墨铸铁的常温及高温强度均有一定的提高,钒钛蠕墨铸铁具有优异的热疲劳性能及抗氧化抗生长性。钒钛另一个重要作用就是能提高钒钛蠕墨铸铁的耐磨性能。对于蠕墨铸铁来说,钒元素的溶入也能提高其强度。钒的加入降低了蠕墨铸铁的磨损量,提高了接触压力和摩擦速度变化时磨损量的稳定性。蠕墨铸铁中含钒质量分数为0.1%和0.3%时,提高了各种接触压力和摩擦速度下的摩擦系数,在重载高速下更为明显,含钒质量分数为0.3%时蠕墨铸铁具有最小的磨损量和最大的摩擦系数。钛在蠕墨铸铁中呈块状析出,其主要成分是碳氮化钛、碳硫化钛和碳化钛等,这些块状化合物硬度极高,弥散分布在基体中,有效提高了蠕墨铸铁的耐磨性能。

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不同回火温度对高铬铸铁性能有着不同的影响,回火过程就是马氏体分解、铬的碳化物析出和残余奥氏体分解的过程。回火处理中,相变主要为淬火马氏体的分解和碳化物的析出和长大。淬火后马氏体中含有较高的合金元素铬、钼、钒、钛等,这些合金元素的碳化物可以增强回火马氏体的稳定性,推迟马氏体分解。

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从组织上看,氮的加入可以使高铬铸铁的晶粒细化,加入的氮较多时可以使得铸态的硬度显著提高。氮能够扩大奥氏体区域,一定情况下能够替代贵重金属镍,使得整个等温曲线右移,从而提高淬透性。随着氮含量的增加,硬度和断裂韧性值也会发生变化,这些都与氮在高铬铸铁中的行为因素有关。

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K/Na、硅、锰、钛、钒、稀土镁合金、氮等合金在高铬铸铁中具有一定的作用。钒可以能够提高高铬铸铁硬度、韧性、耐磨性等方面,稀土镁合金能够提高高铬铸铁机械性能和抗冲击磨损性能,氮的加入可以使高铬铸铁的硬度和淬透性显著提高,而且硬度和断裂韧性值也会发生变化。

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K/Na、硅、锰、钛、钒、稀土镁合金、氮等合金在高铬铸铁中具有一定的作用。锰对高铬铸铁碳化物形貌的影响并不明显,但是锰能够影响高铬铸铁组织转变。钛能够有效的提高高铬白口铸铁的韧性、提高耐磨性以及强化铁素体。

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K/Na、硅、锰、钛、钒、稀土镁合金、氮等合金在高铬铸铁中具有一定的作用。在高铬铸铁中的作用K/Na的脱氧、脱硫效果十分明显,净化了晶界,减少了夹杂物的数量,使得结晶核心周围过冷度均匀。硅能够降淬透性和淬火后材料硬度,具有脱氧的作用,在熔炼时能够改善凝固特性,在提高高铬铸铁的寿命上起到了不可忽视的作用。

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不同的化学成分与不同的热处理得到的组织也差别甚大,高铬铸铁的基体组织主要有:珠光体(P)、奥氏体(A)、马氏体(M)或混合组织(P+A+M)。其中珠光体的硬度不高,且属于脆性组织,一般不希望得到珠光体组织。在低应力磨损情况下,马氏体基体通常具有良好的耐磨性能;在需要承受一定冲击载荷磨损情况下,马氏体+下贝氏体+奥氏体能够起到很好的耐磨性质。

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铜对铸态球墨铸铁的显微组织具有一定的影响,含0.5~0.9%铜的球墨铸铁既有较高的珠光体含量,又有良好的石墨形态和组织均匀性,圆整细小的石墨球能减小石墨周围基体的应力集中和球状石墨的表面积,从而增大金属原子间的结合力,提高球墨铸铁的弹性模量。铜在共晶阶段与铁液互溶形成液态固溶体,使碳原子解脱与铁的结合,加强石墨化作用,提高石墨球数量,铜在共析阶段降低共析转变温度,使固溶在奥氏体中的碳以共析渗碳体析出并提高奥氏体壳的稳定性,有利于获得圆整石墨,同时促进和细化珠光体。


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