高铬耐磨铸铁的成分设计与分析

影响金属材料磨粒磨损抗力的因素很多。就材料本身而言，一般把磨粒磨损抗力以下式表达

即ε与材料的硬度H成正比，与弹性模数E成反比。对钢铁材料而言，由于成分、组织对E影响不大，可以认为磨粒磨损抗力大体上与硬度成正比。也就是说，钢铁材料的磨粒磨损抗力可以间接地用硬度表示。

白口铸铁的硬度和耐磨性，主要取决于组织中的碳化物。普通白口铁的碳化物是渗碳体Fe₃C，硬度为800～1000HV。加入铬后，根据铬含量和碳含量的不同，形成合金渗碳体（FeCr）₃C和（CrFe）₇C₃、（CrFe）₂₃C₆等复杂碳化物。这些碳化物的硬度都比Fe₃C高。其中，（CrFe）₇C₃的硬度最高，达到1300～1800HV。因此，高铬耐磨铸铁的成分设计，首要的是要保证在组织上得到尽可能多的（CrFe）₇C₃，避免出现其他类型的碳化物。这就必须正确选择碳和铬的含量。但国外一些资料^[1～9]对铬、碳含量的介绍，彼此出入较大。以铬含量为例，有的资料推荐28%或30%^[5][12]，而另一些资料则认为15%较妥^[1][3]。因此，在成分设计试验中，我们着重试验了碳和铬的影响，以便选择碳、铬的最佳范围。同时，为了进一步提高硬度和淬透性，也探索了合金元素钼、铜的作用。(www.xing528.com)

试验用料的熔炼在100kW中频感应炉内进行。每炉熔炼50kg，浇注各种试样毛坯。共熔炼三组试料。第一组为试验碳含量的影响，将铬含量固定在18%左右，变更碳含量。第二组为试验铬含量的影响，将碳固定在2.6%左右，变更铬含量。第三组为试验钼、铜的影响。为取得较好的效果，参考文献[1]的数据，在加钼、铜的同时，降低铬含量，提高碳含量。各组试料的实际化学成分列于表1。

表1 试验用料的化学成分