工藝條件對鉻系白口鑄鐵組織及耐腐蝕性的影響.pdf

1、高鉻鑄鐵因其高硬度、高耐磨性以及較好的耐酸堿腐蝕等性能,在冶金、礦山、建材加工領(lǐng)域有相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。在使用過程中人們發(fā)現(xiàn):腐蝕介質(zhì)中,尤其是在強(qiáng)酸性介質(zhì)中,高鉻鑄鐵會發(fā)生明顯的晶間腐蝕。隨著腐蝕的加劇,基體對組織中共晶碳化物的支撐作用減弱,在漿料的沖刷作用下,碳化物會發(fā)生整體破碎或者斷裂,這嚴(yán)重影響了其良好耐磨性的發(fā)揮。本文選取不同含Cr量的鉻系白口鑄鐵,通過改變工藝條件來改變鑄鐵微觀組織形貌及耐磨相分布,并深入探討了工藝條件對基體組織

2、及碳化物析出量、形態(tài)及分布的影響規(guī)律,同時應(yīng)用這些規(guī)律來解釋在腐蝕過程中呈現(xiàn)出的諸多特征。
　　研究結(jié)果顯示:對于含鉻量分別為10％,12%,15%,18%,23%,28%的共晶白口鑄鐵系列,隨著冷卻條件的改變,同種含鉻量的試樣凝固組織會呈現(xiàn)出顯著變化,尤其是組織中碳化物的尺寸形貌及分布等變化更為突出,進(jìn)而影響試樣在腐蝕實(shí)驗(yàn)中的測試結(jié)果。上述鉻含量的鑄鐵系列,砂型澆注(慢冷)出的試樣,凝固組織中碳化物尺寸相比其他條件澆注(較快冷速

3、)普遍偏大,且一般會呈板狀,較低含鉻量(10%)下還會出現(xiàn)少量間距較大的網(wǎng)狀M3C碳化物,這些都會直接影響到其耐磨性及抗腐蝕性能。隨著冷速的逐漸加快,凝固組織中的初生奧氏體的析出量會增加,相應(yīng)的共晶組織的量會減少。通過不同放大倍數(shù)下對凝固組織的觀察發(fā)現(xiàn),相鄰鉻量不同冷速也可能得到類似的組織,即某鉻含量的金屬型試樣組織與較低鉻量的水冷試樣類似,碳化物尺寸及分布都相當(dāng)。這說明含鉻量與冷卻條件均在一定程度上對組織產(chǎn)生影響,且由鉻量不同造成的耐

4、腐蝕性差異在一定范圍內(nèi)也可通過對冷速的控制來減小。
　　對于較低含鉻量(10%、12%、15%)的鑄鐵,砂型(慢冷)試樣的凝固組織中M7C3型碳化物呈板狀和塊狀交叉分布,碳化物和共晶團(tuán)尺寸相對較大;金屬型(較快冷)試樣組織中的碳化物則多以塊狀出現(xiàn),菊花狀共晶團(tuán)數(shù)量增多;水冷(快冷)試樣中碳化物尺寸減小,并且有趨于粒狀的傾向,組織細(xì)小且碳化物分布比較均勻,耐腐蝕性也較好。較高含鉻量(18%、23%、28%)的鑄鐵,組織差異與前述類似

5、,但由于鉻含量較高,耐腐蝕性差異有所不同。水冷(快冷)條件下,不僅使得奧氏體基體中固溶的碳量和鉻量均增加,而且也使得碳化物的類型、尺寸、形態(tài)和分布更為理想,降低了奧氏體基體與相鄰碳化物之間的電極電位,從整體上提高了其耐腐蝕性能。這說明當(dāng)鉻含量達(dá)到一定程度,由于基體組織的改變,其耐腐蝕性受碳化物參數(shù)的影響程度會減弱。
　　不同冷卻條件對鉻系鑄鐵的耐腐蝕性產(chǎn)生影響的重要原因是對凝固過程中基體內(nèi)鉻元素分布產(chǎn)生作用。鉻元素的含量不僅與表面