摘 要

高铬铸铁凭借其较高的硬度和良好的耐磨性,已经被公认为第三代抗磨材料，因此对高铬铸铁热处理的研究就显得尤为重要。对高铬铸铁的热处理一般采用的是去稳处理，但是其加热温度较高，加大了能源的消耗而且恶化了工人的工作环境，并且在处理壁厚相差悬殊的构件时会产生裂纹甚至开裂。因而该文旨在研究亚临界热处理的保温时间对高铬铸铁的影响。

在加热520℃的条件下,研究了不一样保温时间(1h、3h、5h、7h)对高铬铸铁产生的影响。通过洛氏硬度计和金相显微镜对不同保温时间下的高铬铸铁的组织和硬度进行分析，得出的结论如下：在520℃，当保温时间加长时,高铬铸铁的硬度先是增加然后降低；并且在保温3h时达到最大值57.6HRC。这是由于随着保温时间的延长组织中会析出二次碳化物，导致马氏体转变的开始温度上升，在冷却的时候会转变成马氏体；当保温时间继续增长，会发生二次碳化物的聚集以及长大，使得二次碳化物对高铬铸铁的加强作用作用大大减弱，因此硬度降低。

关键词：高铬铸铁；亚临界热处理；硬度；组织

Abstract

For its good hardness and abrasion-resistant property, iron cast in high chromium has been widely recognized as the third generation of abrasion-resistant material. As a consequence, research on the heat treatment toward iron cast in high chromium becomes particularly important. Heat treatment on iron cast in high chromium, which is usually operated with the usage of destabilization, necessities high temperature, leading to larger energy consumption and deterioration in working environment of the workers. What’s worse，craze or crack will arise when there is a great discrepancy of the wall thickness among those processed members. Therefore, this thesis aims to explore the influences that the time of heat preservation of sub-critical heat treatment has on iron cast in high chromium.

Research has been done on the influences that different holding time has on iron cast in high chromium under the heat preserved condition at 520 degrees Celsius. By using Rockwell apparatus and metallographic microscope to analyze the microstructure and hardness of iron cast high chromium under different holding time, a conclusion can be reached: at 520 ℃, with the increase of holding time, hardness increases at the first and then decreases; it reach the maximum hardness of 57.6HRC when the time of heat preservation lasts for 3 hours, which is because with holding time prolonged, there will be secondary carbides separation so that austenite Ms point becomes higher, and the transformation of martensite will take place when cooling. If the holding time is too long, it will cause the coalescence and the growth of secondary carbides, which will weaken the strengthening function by secondary carbides on iron cast in high chromium; As a result, the hardness of it decreases.

Key Words: high chromium cast iron; subcritical heat treatment ;hardness; structure

目录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪 论 1

1.1研究背景 1

1.2高铬铸铁概述 2

1.2.1高铬铸铁中的化学成分 2

1.2.2高铬铸铁的显微组织 3

1.3高铬铸铁的热处理工艺 4

1.3.1失稳处理 4

1.3.2低温处理 4

1.3.3球化处理 5

1.3.4亚临界热处理 5

1.4本课题研究的意义和内容 5

1.4.1本课题研究的意义 5

1.4.2 本课题研究的内容 6

第2章 实验材料与方法 7

2.1实验材料 7

2.2实验设备 7

2.2.1金相试样抛光机 7

2.2.2热处理加热炉 7

2.2.3洛氏硬度计 8

2.2.4金相显微镜 8

2.3试验方法 9

2.3.1热处理试样的制备 9

2.3.2金相分析试样的制备 9

2.3.3显微组织分析 10

2.3.4硬度测试 12

第3章 实验结果与分析 13

第4章 结论 14

参考文献 15

致 谢 16

第1章 绪 论

1.1研究背景

高铬铸铁相比镍硬铸铁,两者差不多是同一时期兴盛起来的。早在上个世纪30年代，美国在对高铬铸铁的研究中发现高铬铸铁不被大规模应用的原因有以下两点：一、由于高铬铸铁含铬量比较高，因而在熔炼时很容易和碳结合，这将导致碳的含量不好控制；二、由于在加热中铬上面的氧化带很容易被烧损，导致铬收得率降低。在二战之后，电加热炉被大量使用，高铬白口铸铁才得以发展和扩大。

高铬白口铸铁从它出现以来就被公认为非常好的抗磨材料，被大量地应用在各个领域，所以对高铬白口铸铁的研究也就成了一个非常热门地课题。二十世纪七十年代，中国便深层次地研究了高铬白口铸铁，并被大量的应用于建筑材料、用电设施、运输、机器设备等领域，并且带来了不错的经济收益，高温条件下的耐磨构件也可以选用高铬白口铸铁这种材料。高铬铸铁凭借其较高硬度以及良好的耐磨性正在逐步取代低合金钢、锻钢、高锰钢等。