鎳硬白口鑄鐵

鎳硬白口鑄鐵

鎳硬白口鑄鐵又名中鎳馬氏體鑄鐵。以鎳為主要合金元素,鑄態組織為馬氏體,具有高硬度、耐磨性好的抗磨材料。

化學成分

化學成分大致為Ni4%-6%,C~3%,常加入~2%Cr阻止石墨化。緩冷或空冷時組織是由大量共晶滲碳體、馬氏體及殘餘奧氏體組成。常進行低溫回火或深冷處理以消除殘餘奧氏體。硬度高HV~750,耐磨性好。在磨料磨損條件下比珠光體型自口鑄鐵的使用壽命大2-4倍,但不如高鉻鑄鐵。一般用於承受小衝擊的耐磨零件,如煤粉粉碎錘,溜槽襯板,焦炭分級板,鉛鋅礦石粉碎軋輥等。

鎳的作用

鎳硬白口鑄鐵是在普通低合金白口鑄鐵基礎上發展起來的,大量研究發現,鎳對鑄鐵組織的作用主要表現在以下方面:

1)鎳是石墨化元素,在共晶轉變時促進鐵液按穩定系轉變。

2)鎳擴大奧氏體區,增加奧氏體的穩定性。

3)鐮提高鑄鐵的淬透性,對於合金鑄鐵有助於獲得以馬氏體為主的基體組織。

4)鎳細化基體組織。

由於鎳具有提高鑄鐵淬透性的作用,因此可以在含鉻鑄鐵中加入鎳以提高其淬透性,獲得無珠光體,以馬氏體為主要基體組織的白1:3鑄鐵。這種同時含有鎳鉻的鑄鐵習慣上稱為鎳硬白口鑄鐵。

分類

鎳硬白口鑄鐵主要有兩種:一種鎳的質量分數為4%,鉻的質量分數為2%左右,這種鎳硬白口鑄鐵的金相組織由MC型碳化物和馬氏體與奧氏體的混合基體組成;另一種鎳的質量分數為6%,鉻的質量分數為9%左右,這種鎳硬鑄鐵的碳化物主要是MC型。

在鎳硬白口鑄鐵中,由於鎳的作用,鑄件在型內冷卻的條件下即可獲得以馬氏體為主的基體組織。但是鎳降低Ms點,鎳含量過高會使基體組織中含有較多的奧氏體,使耐磨性下降。一般情況下,鎳含量須根據鑄件的壁厚以及熱處理工藝來確定。鉻起抑制石墨化的作用,並影響碳化物的類型和形貌。矽在鑄鐵的一次結晶中有助於石墨化,在隨後的冷卻過程中又影響淬透性,因此矽含量應儘量低。錳是穩定奧氏體的元素,其含量也要有所限制。

特點

鎳硬白口鑄鐵的主要特點如下:

(1)鑄造性能好由於合金元素總量低,所以鎳硬白口鑄鐵熔煉容易,鑄造性能好。

(2)熱處理簡便鑄態下就能得到馬氏體基體,不需要高溫處理,這樣就避免了因為加熱溫度過高而引起裂紋的危險,通常僅需要去應力退火和低溫回火處理,使之得到脆性小的回火馬氏體。

(3)耐磨性好與普通白口鑄鐵相比,具有更高的硬度、更好的淬透性和更優異的耐磨性。鎳硬鑄鐵套用在工業生產的各種不同場合,無論是濕磨還是乾磨,都證明具有良好的耐磨性。值得注意的是,由於鎳資源短缺,價格昂貴,鎳硬白口鑄鐵主要用於製造軋輥、襯板和磨輥等重要抗磨鑄件,而磨球等普通鑄件一般不用鎳硬鑄鐵製造。

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