复合变质剂对高铬铸铁篦条组织的影响

《ZTA-高铬铸铁复合材料组织结构及浸渗行为研究》ZTA-高铬铸铁复合材料组织结构及浸渗行为研究一、引言随着现代工业技术的快速发展，复合材料因其优异的物理和化学性能，在众多领域中得到了广泛的应用。

其中，ZTA（氧化锆增韧的氧化铝）陶瓷和高铬铸铁复合材料因其高硬度、高耐磨性及良好的耐腐蚀性，在机械制造、汽车制造、石油化工等领域展现出显著的优势。

对这类复合材料的组织结构及浸渗行为进行研究，对于优化其性能，提高应用效果具有重要意义。

二、ZTA/高铬铸铁复合材料的组织结构1. 材料组成与制备ZTA/高铬铸铁复合材料主要由ZTA陶瓷颗粒和高铬铸铁基体组成。

制备过程中，通过粉末冶金技术将两种材料均匀混合，并经过烧结、压制等工艺，形成具有特定性能的复合材料。

2. 组织结构特点（1）ZTA陶瓷颗粒：ZTA陶瓷颗粒具有较高的硬度和良好的韧性，能够有效提高复合材料的整体强度和耐磨性。

其晶粒尺寸较小，分布均匀。

（2）高铬铸铁基体：基体具有较好的延展性和塑性，能够与ZTA陶瓷颗粒形成良好的界面结合。

同时，高铬成分能够有效提高材料的耐腐蚀性。

3. 显微结构分析通过扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射（XRD）等手段，可以观察到ZTA/高铬铸铁复合材料中两种材料的显微结构及分布情况。

结果显示，ZTA陶瓷颗粒均匀地分布在基体中，形成了致密的复合材料结构。

三、浸渗行为研究1. 浸渗过程浸渗行为是指复合材料在特定环境下，如高温、高压等条件下，基体对ZTA陶瓷颗粒的渗透和融合过程。

这一过程对于复合材料的性能具有重要影响。

2. 影响因素（1）温度：温度是影响浸渗行为的关键因素。

随着温度的升高，基体对ZTA陶瓷颗粒的渗透能力增强，有利于两种材料的紧密结合。

（2）压力：压力的大小也会影响浸渗效果。

适当的压力能够促进基体对ZTA陶瓷颗粒的渗透，提高两种材料的界面结合强度。

（3）时间：浸渗过程需要一定的时间。

随着浸渗时间的延长，基体与ZTA陶瓷颗粒的界面结合更加紧密，有利于提高复合材料的整体性能。

热处理工艺对高铬铸铁组织及性能的影响分析作者：高建辉范轲来源：《科学与财富》2018年第16期摘要：在各种工业材料中，高铬铸铁以其优越的抗磨性能与良好的韧性，在国内外工业生产中得到了广泛的应用。

铬可以使共晶碳化物的特性发生改变，改善碳化物自身的形态，提高硬度，不断提升铸铁的耐磨性与韧性。

为了不断提升高铬铸铁的性能，在生产过程中设计出科学的热处理技术，通过一系列试验分析冲击韧性与硬度、热处理技术与成分、冷却组织与速度之间的关系，以形成理论上的支持。

关键词：热处理工艺；高铬铸铁组织；性能；影响二十世纪初，随着世界工业化水平的不断提升，所采用的耐磨材料也进行了更新换代，由过去的白口铸铁、镍硬铸铁以及高锰钢铸铁逐步过度到铬系白口铸铁。

近年来，工业生产对铸铁工艺提出了越来越高的要求，使铸铁技术面临巨大的发展压力。

国内外众多专业技术人员对铬系白口铸铁做了深入研究，并根据有关的热处理工艺，实现了材料性能的持续提升。

铬系白口铸铁当前在矿山施工与物料粉碎等方面能够发挥重要作用，可以成功替代低合金钢、耐磨锻钢以及中锰球铁等材质，广泛应用于生产鄂板、磨球等部件。

高校研究院根据液液、固液等材料复合工艺，把铬系白口铸铁和多种合金材料进行了完美的符合，使铬系白口铸铁所具有的良好耐磨性能得到了充分发挥，进一步降低了工业生产对材料韧性方面的要求。

在铬系白口铸铁中，热处理技术与铬碳比是影响其性能的关键因素。

所以对铬元素的化学与物理作用进行研究，并结合热处理工艺进一步发挥铬元素的作用显得非常重要。

本文主要采用改变铬含量的技术处理手段，通过中频炉设备充分熔炼高铬铸铁，利用中频炉设备进行调控、物理浇注等操作，对热处理工艺对高铬铸铁组织及性能的影响进行了整体分析。

一、实验材料与方法为了使高铬铸铁突出的力学性能得到充分保留，一般结合铁碳相图选择亚共晶成分，目的就是确保加工材料的韧性符合生产需要，实验成分中的Cr检测指标各为12%、14%、16%，其中C含量为2.9%～3.3%。

浅谈热处理工艺对高碳铬轴承钢组织和性能的影响摘要：本文主要研究了不同热处理工艺对RE复合变质高碳高铬合金钢的显微组织和力学性能的影响。

研究结果表明：经热处理后组织内残余奥氏体完全分解，转变为粒状珠光体+M7C3型碳化物。

高温固溶处理会对共晶碳化物的形态产生影响，随着固溶温度的提高，连续网状的共晶碳化物转变为杆状和块状，使材料的冲击韧性得到提高，球化处理促使基体内大量二次碳化物的析出，大大提高了材料的硬度。

适合于高碳高铬合金钢的热处理工艺为1200℃加热1h固溶水冷，然后750℃x5h球化处理。

经此热处理后，与铸态实验钢相比硬度提高了30.8%,达到HRC53.9,冲击性提高了25%，达到9.5J/cm2。

关键词：热处理工艺；高碳铬；轴承钢组织；研究分析高铬铸钢球芯复合轧辊由于具有优良的抗热裂性能和高耐磨性能，在热连轧粗轧使用时，比较成功的解决了传统轧辊易出现的“热疲劳裂纹严重”、“压痕”、“磨损严重”、“掉块”等问题。

因此，在热轧机粗轧机架推广速度非常快，已逐步取代半钢轧辊、高铬铸铁轧辊，成为热轧机粗轧及中厚板粗轧工作辊的主要轧辊品种。

这种高铬铸钢球芯复合轧辊采用离心铸造而成，芯部为高强度合金球墨铸铁，其外层材料是高铬合金钢。

轧辊用高铬钢铸态组织一般为奥氏体和网状原始共晶碳化物，或奥氏体+珠光体+原始碳化物。

但随着C和Cr含量的增大，在凝固冷却过程中，高铬钢组织中容易出现粗大的原始网状碳化物，对轧辊性能不利。

因此，改变共晶碳化物的形态和分布，是提高其综合力学性能的有效手段。

稀土复合变质剂的加入，能够起到细化晶粒、净化和强化晶界等作用，但是对碳化物的分布和形态的改善并不理想。

为此本文研究采用稀土复合变质处理后，不同的热处理方式对高碳高铬钢碳化物的形状和分布的影响，以期达到提高其综合力学性能的目的。

1.试验方法为了保证整体的实验效果，应采用“废钢”、“高碳铬铁”、“镍”、“钒铁”等进行配料后，在“KGPT20-25型50kg中频感应电炉中进行熔炼[1]。

不同钒含量对低铬合金铸铁组织和性能的影响
车广东;刘向东
【期刊名称】《铸造》
【年(卷),期】2014(063)001
【摘要】采用金相显微镜、X射线衍射仪、硬度及冲击韧度仪,研究了钒含量对低铬合金铸铁组织和性能的影响.结果表明:随着钒含量的增加,铸态试样的硬度和冲击韧度都增大;钒含量达到1％时,硬度可达到HRC 56.7,钒含量为0.75％时,冲击韧度达到最大值5.75 J/cm2;经过950℃保温3h热处理后,试样的硬度和冲击韧度都有较大程度的提高;钒含量为0.75％试样的硬度达到HRC 63.3,钒含量为0.5％试样的冲击韧度达到9.13 J/cm2.钒的加入不仅可以细化晶粒,也可以提高材料性能.热处理后金相组织中网状碳化物数量减少,局部出现断网,碳化物尖角钝化,有白色碳化物析出.
【总页数】3页(P75-77)
【作者】车广东;刘向东
【作者单位】内蒙古工业大学材料科学与工程学院,内蒙古呼和浩特010051;内蒙古工业大学材料科学与工程学院,内蒙古呼和浩特010051
【正文语种】中文
【中图分类】TG143.9
【相关文献】
1.复合变质剂对低铬钒钛白口铸铁组织和性能的影响 [J], 于立国;王秀梅;孙剑波
2.低铬合金白口铸铁的组织与性能 [J], 冯安华;韩良恕;林致中
3.变质处理和冷却速度对低铬钒钛白口铸铁组织和性能的影响 [J], 王文才;刘根生
4.低铬合金铸铁球不同状态的组织与性能的试验研究 [J], 孟爽初
5.冷却速度对低铬钒钛白口铸铁组织和性能的影响 [J], 于立国;王秀梅;孙建波因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

河北工业大学科技成果——新型高铬耐磨铸铁的组织与性能改善项目简介目前铬系铸铁磨球已取代了一些耐磨锻钢、中锰球铁和低合金钢等材质的磨球，在矿山、建材、冶金、火力发电等行业得到应用。

在铬系白口铸铁中，高铬铸铁是特别受到重视的一种抗磨材料，其特点是共晶碳化物为六角形杆状及曲面板条状的（Cr，Fe）7C3型碳化物，呈断网状分布，显微硬度高达HV1300-1800，而且韧性和耐磨性也较高。

我所在耐磨材料领域进行了多年研究，特别在铬系白口铸铁、球铁、灰铁、耐磨钢等耐磨材料方面已进行了大量的研究和试验工作，积累了经验，拥有自主开发的一系列耐磨材料产品。

本项目对高铬铸铁合理化学成分的选择、化学成分对组织和性能的影响规律及作用机理，在保证硬度的基础上提高其冲击韧性和耐磨性，以保证耐磨件在冲击载荷、磨料磨损工况下的稳定性。

研究效果如下：1、在化学成分合理的基础上，对高铬系白口铸铁的热处理工艺进行研究，得到与（Cr，Fe）7C3型碳化物良好搭配的基体组织，充分发挥高硬碳化物的耐磨性和基体对碳化物的稳固作用，保证在不同工况下耐磨性的良好发挥；2、对高铬铸铁生产中，孕育处理、变质处理等工艺手段进行试验研究，以增加形核率、细化晶粒、改变特定相形貌、改善铸件微观组织结构，为提高铸铁性能提供有效的辅助工艺措施；3、对传统的砂型铸造方法进行改进，将传统材料与现代材料加工方法相结合，探讨金属型铸造、喷涂成型、快速凝固等新工艺在铬系白口铸铁制备中的应用，为改善组织形态、提高铸件性能提供更广阔的空间。

本成果已在国内多家铸造企业得到推广并备受好评。

基本工艺流程1、产品使用工况定位及性能预测；2、产品化学成分设计；3、熔炼、浇注等工艺设计；4、热处理工艺设计；5、其它辅助工艺设计；6、装机试验。

市场前景国内外铸造工作者对提高高铬铸铁性能、充分挖掘铬系白口铸铁功能已进行了广泛、系统的研究，在提高铸铁综合力学性能和性能／价格比方面都取得了显著成果。

Ti和Zr的复合变质与热处理对ZA27合金显微组织的影响摘要：本文以ZA27合金为研究对象，采用Ti和Zr的复合变质与热处理方法，研究其对合金显微组织的影响。

通过金相观察、扫描电镜分析和硬度测试等方法，探究复合变质与热处理对合金的显微组织和力学性能的作用。

研究结果表明，复合变质与热处理可以显著改善ZA27合金的显微组织和力学性能。

关键词：复合变质，热处理，ZA27合金，显微组织，力学性能正文：一、引言ZA27合金是一种高强度、高耐热性的铸造合金，广泛应用于航天工业、船舶制造、汽车工业等领域。

然而，合金的显微组织和力学性能与其熔化和凝固过程密切相关。

因此，针对ZA27合金的显微组织和力学性能进行深入研究，对提高其应用价值具有重要意义。

复合变质和热处理是提高合金性能的有效方法。

在这种处理过程中，常常采用添加剂来改善合金的组织和性能。

Ti和Zr作为常用变质剂和强化元素，具有提高合金抗氧化性能和热稳定性的作用。

因此，本研究将采用Ti和Zr的复合变质和热处理方法，研究其对ZA27合金显微组织和力学性能的影响。

二、实验材料和方法实验材料：ZA27合金实验方法：1. 复合变质：将Ti和Zr作为变质剂分别加入ZA27合金中，分别得到Ti-Zr复合变质后的ZA27合金。

2. 热处理：对复合变质后的ZA27合金进行热处理。

3. 显微组织研究：采用金相观察和扫描电镜分析方法，研究复合变质和热处理对合金显微组织的影响。

4. 硬度测试：采用Vickers硬度测试机对不同处理下的合金进行硬度测试。

三、实验结果与分析3.1 复合变质和热处理对ZA27合金显微组织的影响金相观察结果表明，复合变质和热处理均使合金晶粒尺寸增大，同时也使合金晶界变得清晰。

复合变质后的合金晶粒尺寸明显细小于单一添加Ti或Zr的合金。

随着热处理温度的升高，合金晶界逐渐清晰，晶粒尺寸逐渐增大。

当热处理温度达到480℃时，合金晶界最为清晰，晶粒尺寸达到最大值。

各种元素对铸铁组织性能的影响铸铁是一种重要的铁碳合金，通常含有2%至4%的碳。

不同元素的添加会对铸铁的组织性能产生影响，以下是各种元素对铸铁组织性能的影响:1.碳(C)：碳是铸铁最主要的合金元素，会显著影响铸铁的组织和性能。

增加碳含量可以提高铸铁的脆性和硬度，但会降低其延展性和韧性。

2.硅(Si)：硅是一种强化元素，可以提高铸铁的强度和硬度。

适量的硅含量也可以提高铸铁的耐磨性和耐蚀性。

然而，过量的硅会导致晶体生长，使铸铁易于开裂。

3.锰(Mn)：锰可以提高铸铁的强度和硬度，同时还有助于抑制碳的析出，提高铸铁的韧性。

合适的锰含量有助于改善铸铁的高温性能。

4.磷(P)：磷可以增加铸铁的流动性和液相温度，有助于减小铸铁的热收缩。

然而，过量的磷会降低铸铁的韧性和强度。

5.硫(S)：硫可以改善铸铁的切削性能和润滑性。

适量的硫可以提高铸铁的耐磨性和切削性能，但过量的硫会导致铸铁变脆。

6.镍(Ni)：镍可以提高铸铁的韧性和强度，并增加其抗冲击性能。

含镍的铸铁具有良好的耐腐蚀性和高温稳定性。

7.钼(Mo)：钼可以提高铸铁的硬度、强度和耐磨性。

钼的添加还可以改善铸铁的高温强度和韧性。

8.铬(Cr)：铬可以提高铸铁的耐磨性、耐蚀性和高温强度。

含铬的铸铁具有良好的耐磨性和耐热性。

9.钒(V)：钒可以提高铸铁的高温强度和硬度，同时还具有抗疲劳和抗磨损的特性。

10.钛(Ti)：钛可以提高铸铁的强度、硬度和耐磨性。

含钛的铸铁还具有很好的耐腐蚀性。

总的来说，不同元素的添加会对铸铁的组织和性能产生不同程度的影响。

合理调控元素含量可以改善铸铁的性能，并使其适应不同的应用场合。

然而，过量的元素含量会导致铸铁的性能恶化，因此在合金设计过程中需要进行合理的组成设计。

不同变质处理对铝合金组织性能的影响摘要：在铸造Al-15%Si合金熔炼过程中分别加入变质剂P盐、P盐+Al-Sr中间合金对其进行变质处理，分析不同变质剂及它们的复合形式对合金力学性能和显微组织的影响。

实验结果表明，P盐和Al-Sr 中间合金都对合金组织有一定的细化作用，其中P盐主要细化初晶硅，P盐+Al-Sr中间合金的复合变质剂能同时细化初晶硅和共晶硅。

实验证明加入复合变质剂后合金的显微组织细化程度最高，力学性能最为优越。

关键词：铸造Al-Si合金、变质处理、显微组织、性能引言铝合金是目前采用最多的轻金属合金材料，而铸造Al-Si系列合金是铝合金系中应用最早、最广泛的铝合金，它是重要的合金之一，具有优异的铸造性能，良好的力学性能与物理化学性能。

它是目前研究和应用最为广泛的铸造铝合金，其产量占铸铝总产量的80%～90%，适用于各种铸造方法。

因此，研究Al-Si系列合金的组织性能特点，进一步探寻在普通生产工艺中强化铝硅合金性能的方法，具有重要的理论意义和工程应用价值。

铸造Al-Si合金具有良好的力学性能、铸造性能和切削性能，广泛应用于航空航天和你汽车工业。

Al-Si未变质处理时，共晶Si以粗大的针、片状存在，严重割裂了合金基体，降低了合金的强度和塑性。

Sr对共晶硅起到很好的变质作用，同时却促进了粗大的柱状和树枝状Al晶粒的形核生长，这说明对铸造Al-Si合金仅变质处理是不够的，还有必要对枝晶进行等轴化和细化，消除这种组织对合金力学性能的不利影响。

本文采用了不同的变质剂对Al-15%Si合金进行变质处理，研究了变质处理对合金组织的影响规律，同时初步探讨变质剂对Al-Si合金的细化变质机理。

1、实验方案设计1.1材料的选择本实验的目的在于研究不同变质剂对于铝合金组织及其性能的影响，为了实验的顺利进行以及实验过程之中出现较少的干扰因素，选择二元Al-Si合金作为本次实验的研究对象，由于变质处理作用的主要机制在于改变铸态下的Si的形态、数量及其分布，再加之合金液体要具有相对较好的流动性，最终确定Al-15Si作为实验材料。