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03

2023

-

04

重稀土钇对铬系耐磨合金铸铁组织及性能的影响

作者:


铬系耐磨合金铸铁是一种优良的抗磨材料,广泛在采矿、发电、冶金、建材等行业中应用。根据不同的铸件服役条件,选择不同的铬含量得到不同的碳化物类型,从而改善碳化物形态,增加硬度,提高铸件的韧性和耐磨性。但是,铬系耐磨合金铸铁在使用过程中容易出现脆性断裂现象,始终是一个难以解决的问题。

  铬系耐磨合金铸铁是一种优良的抗磨材料,广泛在采矿、发电、冶金、建材等行业中应用。根据不同的铸件服役条件,选择不同的铬含量得到不同的碳化物类型,从而改善碳化物形态,增加硬度,提高铸件的韧性和耐磨性。但是,铬系耐磨合金铸铁在使用过程中容易出现脆性断裂现象,始终是一个难以解决的问题。

 


  本公司通过试验,研究了一种YFB系列钇基重稀土变质剂,采用变质和微合金化原理,及其对铬系耐磨合金铸铁性能的影响,分别与未添加变质剂和添加轻稀土硅合金做了生产试验对比。我们选择了三种铬含量不同且具有市场代表性的铸铁进行9组12×12×120 mm尺寸的试块做组织分析及性能测试。

 


  未加变质剂的组织具有典型的连续网状碳化物和蜂房状莱氏体,共晶团粗大,马氏体组织呈较大的针片状(见图1);共晶碳化物组织呈细小杆状(见图4),初生奥氏体区域晶粒较大;初生碳化物组织呈长条杆状(如图7),具有明显的方向性,共晶碳化物呈细小条状,奥氏体呈树枝状分分布。添加YFB变质剂后,网状共晶碳化物许多部位出现颈缩,呈明显断续网状或板片状(图2),基本上得到孤立块状碳化物,初生奥氏体的尺寸变小,马氏体组织以隐晶马氏体存在,有利于基体组织的强化;(见图5)共晶碳化物呈细小均匀分布的圆颗粒状碳化物,初生奥氏体得到细化;(见图8)初生碳化物得到明显的细化,呈细小的球状和小块状,共晶碳化物呈细小均匀分布的颗粒状和少量细小条状,共晶团得到明显的细化。

 


  而添加轻稀土硅合金变质后的碳化物明显细化,但仍然呈连续网状(图3),共晶碳化物呈短棒状分布较不均匀,初生奥氏体较粗大,(见图6),组织影响见(图9),初生碳化物得到细化,呈块状,共晶碳化物为细小分布的细小条状碳化物。

 


  通过应用实例证明,YFB变质剂中的重稀土钇由于本身特性决定,其变质效果要优于轻稀土硅合金。YFB变质剂对中高铬合金铸铁的M₃C、M7C₃类型碳化物形状有很好的细化作用,细化初生A,强化基体组织,提高硬度和冲击韧性等力学性能。使用YFB变质剂还能减少Mo、Ni、Cu等合金元素的添加量,典型的降本增效。

 


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