高合金白口鑄鐵

時間：2013-04-16 14:46:28 來源：作者：

按合金種類，常用的高合金白口鑄鐵可分為：鎳鉻系、鉻鉬系、高鉻系、鎢系等四大系列。除鎢系外，其他三系列均被列入我國抗磨白口鑄鐵標準中，見表1。

1．鎳鉻系在國外稱鎳硬鑄鐵，一般w(Ni)=3.3%～7.0%之間。它的突出優(yōu)點：強韌性好，可在較低溫度下熱處理，對于許多木宜進行高溫熱處理的大鑄件及易形成裂紋的結(jié)構(gòu)件是十分有利的。表2是美國ASTM鎳硬鑄鐵的化學成分，表中的鎳硬Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ與我國的KmTBNi4Cr2–GT、KmTBNi4Cr2–DT、KmTBCr9Ni5基本對應。

表1 抗磨白口鑄鐵的牌號及其化學成分(GB/T8263–1999)

牌號^①	化學成分 (質(zhì)量分數(shù)，%)
牌號^①	C	Si	Mn	Cr	Mo	Ni	Cu
KmTBNi4Cr2–DT	2.4～3.O	≤0.8	≤2.0	1.5～3.O	≤1.0	3.3～5.O	—
KmTBNi4Cr2–GT	3.O～3.O	≤0.8	≤2.0	1.5～3.O	≤1.0	3.3～5.O	—
KmTBCr9Ni5	2.5～3.6	≤2.0	≤2.0	7.O～11.O	≤1.0	4.5～7.O	—
KmTBCr2	2.1～3.6	≤1.2	≤2.0	1.5～3.O	≤1.0	≤1.0	≤1.2
KmTBCr8	2.1～3.2	1.5～2.2	≤2.0	7.O～11.O	≤1.5	≤1.0	≤1.2
KmTBCr12	2.O～3.3	≤1.5	≤2.0	11.0～14.0	≤3.0	≤2.5	≤1.2
KmTBCr15Mo^②	2.O～3.3	≤1.2	≤2.0	14.0～18.O	≤3.0	≤2.5	≤1.2
KmTBCr20Mo^②	2.O～3.3	≤1.2	≤2.0	18.O～23.O	≤3.0	≤2.5	≤1.2
KmTBCr26	2.O～3.3	≤1.2	≤2.0	23.O～30.O	≤3.0	≤2.5	≤2.0

注：鎳硬鑄鐵：w(S)≤0.15%，w(P)≤0.15%；KmTBCr2：w(S)≤0.1%。w(P)≤0.15%；其他牌號w(S)≤0.06%，w(P)≤0.10%。

①牌號中，“DT”和“GT”分別是“低碳”和“高碳”的漢語拼音字的第一個大寫字母，表示該牌號含碳量的高低。

②一般情況下，該牌號應含鉬(Mo)。

表2 美國鎳硬鑄鐵的化學成分(ASTM A532M–93a)(質(zhì)量分數(shù)，%)

類型	名稱	C	Mn	Si	Ni	Cr	Mo	P	S
A	鎳–硬Ⅰ	2.8～3.6	≤2.0	≤0.8	3.3～5.O	1.4～4.O	≤1.0	≤0.3	≤0.15
B	鎳–硬Ⅱ	2.4～3.O	≤2.0	≤0.8	3.3～5.O	1.4～4.O	≤1.0	≤0.3	≤0.15
C	鎳–硬Ⅲ	2.5～3.7	≤2.0	≤0.8	≤4.0	1.O～2.5	≤1.0	≤0.3	≤0.15
D	鎳–硬Ⅳ	2.5～3.6	≤2.0	≤2.0	4.5～7.O	7.O～11.O	≤1.5	≤0.10	≤0.15

2．鉻鉬系鉻鉬系合金白口鑄鐵含w(Cr)=7～23%，并含有w(Mo)≤3%，在我國標準中，主要是表1中的如下四種：

KmTBCr8

KmTBCr12

KmTBCr15Mo

KmTBCr20Mo

其中，中鉻(KmTBCr8)鑄鐵是我國特色的耐磨材料，特別是高Si/C中鉻鑄鐵及中鉻硅鑄鐵已取得廣泛應用。該鑄鐵的突出特點是C、Cr、Si合金化后使Cr/C≈3時形成的共晶碳化物為M₇C₃型，從而使鑄鐵具有較好的綜合力學性能及高的性能價格比。

KmTBCr12的淬透性有限，故大多數(shù)不以淬火回火態(tài)使用。鑄造后只經(jīng)去應力處理即可。鑄態(tài)基體是抗沖擊疲勞性能優(yōu)異的珠光體基體及M₇C₃共晶碳化物。

KmTBCr15Mo是研究得較深入，應用極廣泛的高Cr白口鑄鐵。經(jīng)空淬回火處理后使用，硬度高，硬韌性好，具有優(yōu)異的抗沖刷及抗沖擊磨損性能。

KmTBCr20Mo高鉻鑄鐵因含Cr量高，Cr/C也相對較大，故淬透性、硬度、韌性以及耐蝕性均較好。適用于厚大耐磨件以及要求有一定沖擊、在濕態(tài)磨料磨損條件下工作的零件。

3．高鉻系此類鑄鐵含Cr最高，高的鉻量可使抗磨性、耐蝕性、韌性、淬透性均比KmTBCr20Mo高，抵抗磨蝕磨損及熱磨損的能力也大人增加。在酸性介質(zhì)中w(Cr)=28%的白口鑄鐵耐磨性、抗高溫氧化性比w(Cr)=15%優(yōu)越得多。鑄鐵的含碳量可在w(C)=2%～3.3%范圍內(nèi)變化，增加鉻最、降低碳量可以提高腐蝕磨損抗力。Cr26高鉻鑄鐵件多數(shù)是淬回火態(tài)使用，也可以鑄態(tài)使用。

4．鎢系 W系白口抗磨鑄鐵是一種新型抗磨材料，有較高的抗磨性能，用它制造的某些零件接近或達到Cr–Ni–Mo高合金白口鑄鐵的使用壽命。鎢系白口鑄鐵按W、C含量不同，劃分為亞共晶、共晶及過共晶三種類型(見表3)。當碳的質(zhì)量分數(shù)在2.7%～3.3%范圍時，鑄鐵的共晶度隨鎢量增加從亞共晶向共晶、過共晶轉(zhuǎn)移：

亞共晶 w(W)<18%

共晶 w(W)=18%～22%

過共晶 w(W)>22%

表3 鎢系白口鑄鐵的分類及鑄態(tài)組織

合金類型	w(W)(%)	w (C)(%)	W∕C	鑄態(tài)組織
亞共晶	<18	2.7～3.3	<2	初生奧氏體+離異網(wǎng)狀二元共晶(M₃C+γ)
亞共晶	<18	2.7～3.3	2～6	初生奧氏體+離異二元共晶(M₃C+γ)+三元共晶(M₆C+M₃C+γ)
共晶	18～22 23	2.7～3.3 2.5		二元共晶(M₆C+γ)+三元共晶
過共晶	>22	2.7～3.3 2.O～2.5	>6 >6	塊狀初生M₆C+魚骨狀二元共晶(M₆C+T)+三元共晶(M₆C+M₂₃C₆+γ) 枝狀初生M₆C+魚骨狀二元共晶(M₆C+γ)

由于高鎢鑄鐵是由硬而韌的初生碳化物及二元共晶體所組成，不僅硬度高，而且沖擊韌性好。為此，高鎢鑄鐵常采用：w(W)=20%～30%，w(C)=2.0%～2.5%的共晶、過共晶型成分。

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