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各种元素在耐磨锤头中的作用
发布时间:2020-12-07 浏览

各种元素在耐磨锤头中的作用 为达到这些性能,我们把金相组织定为回火马氏体基体,加上30%左右的Cr7C3型高硬度碳化物,并且碳化物应该是断网的、块状的,使之既有高硬度、耐磨,又有高韧性,还能耐一定高温。按此思路进行成分设计。
 
1)碳(C)和铬(Cr)含量
 
①高碳、低铬时,容易出现M3C型碳化物;
 
②低碳高铬时易出现M4C型碳化物;
 
③铬与碳配合恰当时才可得到M7C3型碳化物。
 
从图可知当碳(C)在2.6%~3.0%,Cr在22%~25%时,可得到Cr7C3碳化物,硬度为HV1700,可大大提高金属的耐磨性。但碳量太高超过共晶碳量会发生粗大的初生碳化物,质很脆,在磨料冲击下会碎裂,并且碳量增加,韧性降低。所以碳量设计范围为2.4%~3.2%。
 
1.共晶范围;2.α+M4C;3.α+M4C+M7C3;4.α+M7C3;5.α+M7CO3+M3C;6.α+M3C 铬一部分形成Cr7C3型碳化物及二次碳化物,另一部分提高机体的淬透性,使它既有足够韧性,又有高的硬度,故铬含量控制在18%~24%。
 
2)钼(Mo)含量
 
钼一部分进入碳化物,一部分溶入奥氏体,溶入奥氏体中的钼可大幅度提高淬透性,钼和铜联合使用,提高淬透性作用更大。经验表明,当Cr/C为5~8时,加入2.5%Mo,可使100mm断面完全淬硬。设计成分Cr/C>7加入大于2%的钼,对于厚度为90~100mm的大锤头也能淬硬。
 
3)镍(Ni)含量
 
镍溶入奥氏体中,可充分发挥提高淬透性的作用,加入0.5%的镍,即可显著提高淬透性,但它降低马氏体开始点(MS)的作用比钼大。加入镍量控制在0.6%~1.0%。
 
4)铜(Cu)含量
 
铜与镍类似,可全部溶于奥氏体中,对提高淬透性有利,但没有镍效果大,且铜在奥氏体中溶解度有限,约2%,热处理后仍保留有少量残余奥氏体,对提高韧性有利,但使硬度降低。所以铜控制在0.8%~1.0%。
 
5)锰(Mn)含量
 
锰是稳定奥氏体元素,使组织中存在大量残余奥氏体,锰能改变钼在碳化物和金属基体中含量的分配比,锰和钼联合加入可有效地提高淬透性,但锰强烈降低MS点,增加铸件开裂的趋向,对熔炼、铸造、热处理的微量变化敏感,所以含量不宜多,控制在0.8%~1.0%。
 
6)硅(Si)含量
 
硅是促进石墨化元素,固溶于基体中增加铸铁的脆性,硅降低淬透性,为了脱氧***少不得小于0.3%,但硅提高MS点,我们控制硅在0.4%~0.8%。
 
7)磷(P)、硫(S)含量
 
磷、硫均为有害元素,应尽量低,采用碱性炉熔炼,磷、硫可控制在0.035%以下。
 
8)复合变质剂
 
为了净化晶界,变质夹杂,细化晶粒,特别是为了使共晶碳化物变为条块状,在高硬度前提下获得高韧性,我们采用了复合变质剂(Re+B、V、Ti等元素);对提高韧性起到了重要作用。
 

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