高鉻鑄鐵中的合金元素

高鉻鑄鐵中的硅既是常存元素，也可視為合金元素。

    常存硅元素在高鉻鑄鐵中的作用有以下兩方面：

    ①溶于固相中，對基體產生固溶強化作用。這種固溶強化作用強于錳、鎳、鉻、鎢、鉬、釩等。硅能顯著提高奧氏體及其轉變產物的彈性極限、屈服強度、屈服比、疲勞強度。這些強度性質的改善，有助于提高材料的抗磨能力。

    ②與鉻與錳相比，硅與氧有較大親和力。在熔煉過程中，硅有良好脫氧能力，能防止鐵水氧化。特別是它保護鐵水中含量很高的鉻元素，避免鉻過量氧化燒損。

    作為合金元素的硅在高鉻鑄鐵中的作用有：

    ①固溶于γ-Fe中的硅，能減少鉻和碳在γ-Fe中的溶解度。亞共晶高鉻鑄鐵中的碳化物含鉻量將會增加。

    ②硅降低富鉻奧氏體臨界冷卻速率，有利于提高高鉻鑄鐵的淬透性。

    ③硅提高高鉻鑄鐵的Ms點。就改變Ms的效果而言，硅的能力約為鉬的一倍，因而有助于增加馬氏體轉變量，減少鑄態或淬火后的高鉻鑄鐵中殘余奧氏體量。

    ④硅縮小高鉻鑄鐵共晶反應的溫度范圍，使共晶碳化物變得較為細小，分布變得較為彌散。 

    錳是高鉻鑄鐵中的常存元素。高鉻鑄鐵中的錳既進入碳化物，也溶入奧氏體。錳對高鉻鑄鐵中鉻碳化合物的數量、結構沒有顯著影響。

    溶入奧氏體的錳，主要有下面幾個作用：

    ①擴大基體內的γ-Fe相區，推遲珠光體轉變孕育期，提高高鉻鑄鐵的淬透性。但是沒有鉬和鎳的作用強烈。

    ②在高鉻鑄鐵凝固過程中，錳改變初生奧氏體析出溫度和凝固溫度范圍。含錳較高的先共晶奧氏體量增加，枝晶細化，相應地減小了共晶組織的尺寸。

    ③錳促進貝氏體轉變。調整高鉻鑄鐵的鉻碳比、硅錳比、控制合適的加錳量，并通過熱處理可以制造出具有奧氏體-貝氏體組織的高鉻鑄鐵。這種高鉻鑄鐵的綜合力學性能和抗磨能力都比較好。

    ④降低Ac3和Ms溫度。高鉻鑄鐵中的錳有穩定奧氏體組織的作用。當高鉻鑄鐵中錳達到較高濃度時，其奧氏體基體可直接保留至室溫下。生產馬氏體高鉻鑄鐵時，鑄件淬火組織中可能出現較多殘留奧氏體。

    高鉻鑄鐵中含有適量的錳元素，對于提高鑄件強韌性，改善淬硬性和耐磨性都是有益的。合理加錳量與鉻碳比和鑄件的厚度有關。

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技術參數

              南京諾金高速分析儀器廠

                 2022年9月30日