為了提高爐篦條的強度和耐蝕性能, 對其成分進行優(yōu)化設計。高鉻鑄鐵中加入適量的Al和Si,以提高其抗氧化性,此外還加入適量Zr使其組織細化,有利于高鉻鑄鐵力學性能的大幅度提高,終提高高鉻鑄鐵篦條使用性能。此外,篦條制造中還采用了過濾處理工藝,以減少鑄造組織中的夾雜物數量,提高鑄鐵的強度、韌性和抗氧化性。國產改進型高鉻鑄鐵篦條在450 m2大型燒結機臺車上使用,篦條消耗9-12 g使用壽命超過3年。
隨著工業(yè)的發(fā)展,耐磨金屬的需求量越來越大,同時對耐磨金屬的性能也提出了新的要求。但是一種材料同時具有高韌性和度的性能很難實現,而雙金屬復合材料正好滿足這些要求。雙金屬復合材料可用于表面要求良好的耐磨性、整體要求具有很高的韌性、而采用單一材料無法滿足的重要部件。 針對球磨機用襯板的工況要求,選取高鉻鑄鐵與ZG230-450鋼進行復合鑄造,以達到抗磨損性、抗腐蝕性良好的目的,同時復合的雙金屬應具有優(yōu)異的性、強度、延展性和斷裂韌性等綜合的機械性能。 本文以球磨機復合襯板為研發(fā)目標,主要針對復合鑄造工藝以及高鉻鑄鐵的冶煉和熱處理工藝進行研究。進行了實驗室中試和大生產試制研究,采用金相組織觀察和力學性能測試等方法,對復合襯板進行了研究,得到以下主要結論: 選擇Cr15型高鉻鑄鐵作為復合襯板耐磨層,其鑄態(tài)組織為:基體為枝晶奧氏體,枝晶間為M_7C_3型共晶碳化物,有少量萊氏體共晶組織(M_3C型碳化物+奧氏體),具有良好的耐磨性.
當采用等溫淬火熱處理時,通過等溫淬火熱處理工藝可使高鉻鑄鐵得到馬氏體與針狀下貝氏體為主的基體組織,下貝氏的硬度接近馬氏體,而韌性優(yōu)于馬氏體,從而使得高鉻鑄鐵獲得較好的沖擊韌性。

隨著新型孕育劑的加入,球墨鑄鐵梯形試塊的厚度由50mmm減少到10mm,其硬度值從177.0N/mm2增加到232.7N/mm硬度值增加了55.7N/mm相對于添加前的從165.7N/mm2增加到236.3N/mm增加了70.6N/mm增加的幅度較小,這說明由于厚度的變化引起的斷面敏感性較小,這就為生產厚大變截面球鐵件提供了一種的復合新型孕育劑,使不同厚度部位的力學性能都能達到要求。 掃描電鏡和能譜分析的結果表明,在不同牌號的球鐵鐵水中添加這種新型孕育劑后,從球墨鑄鐵中萃取出來的石墨球絕大多數呈現出近似圓球的形狀,而不添加新型孕育劑時石墨球有很多呈現出各種典型的不圓整狀態(tài),比如,蠕蟲狀、橢球狀、棒狀等。由此可見,新型孕育劑的添加有利于石墨球圓整度的提高。
接著我們采用萃取球墨-壓扁法、層磨法、高溫燒結后石墨球核心物質的分析等各種途徑對石墨球核心物質的分析可以得出,量元S、Bi等在石墨球形核的過程中起著至關重要的作用,正是它們與鐵水中的各種金屬元素發(fā)生反應生成各種氧化物、硫化物以及金屬間化合物等,增加了石墨球形核的核心,從而達到增加石墨球數量,提高其圓整度的作用。 透射電鏡研究結果表明,石墨的核心物質可能是一個顆粒,也可能是兩個顆粒連在一起共同作為石墨核心,其尺寸大都為2-3um,由選區(qū)電子衍射圖譜標定的結果可知,核心物質確實存在γ-MnS。綜合XRD、EDS以及TEM的測試結果,我們推斷石墨核心的發(fā)源地為Mn、Ca、Mg等的硫化物以及金屬間化合物CeBi,外層為頑輝石MgO·SiO2及鎂橄欖石2MgO·SiO通過孕育處理引入Ca后,反應生成了六方硅酸鹽CaO·SiOCaO·Al2O3·2SiO它們與石墨的晶格失配度較低,石墨可以在其表面上形核析出。