KNM60巧用微量元素提高复合金属的特性
在合金金属中,人们为了提高合金的某种特性,往往在选用添加一些金属达到目的。
高铬铸铁是继普通白口铸铁﹑镍硬铸铁发展起来的第三代耐磨材料,具有良好的耐磨性、较好的韧性,日益得到广泛应用。钒作为微量元素添加,能提高高铬铸铁耐磨性。以添加钒含量,来看高铬铸铁的硬度以及耐磨性能与组织结构之间的关系。
采用以废碳素钢、低碳铬铁、钼铁、钒铁、纯镍、铜丝和电解锰为原材料,采用WK-Ⅱ型非自耗真空电弧炉熔炼试样,为保证试样成分的均匀性,每个试样经5次反复熔炼,获得不同合金含量的合金铸锭。高铬铸铁基本成分为(质量分数,%):2.7C,22Cr,0.6Mo,0.5Ni,0.7Mn,1.0Cu;V的加入量分别为:0.3%,0.8%,1.3%,1.8%。
将熔炼好的铸锭线切割成10mm×10mm×2mm的试样,采用ZEISS光学金相显微镜观察金相组织;微区的成分分析采用JSM-型扫描电镜附带的能谱仪进行分析;在岛津XRD-上进行相分析;硬度测量采用HRS-型数显式洛氏硬度计;磨损试验采用MLD-10型冲击磨料磨损试验机,试样尺寸为10mm×10mm×30mm,配对试样用热轧态40Cr钢,硬度20HRC,硬磨料为4~6目石英砂,软磨料为4~6目,砂流量为50kg/h,冲击功2~5J。试样热处理工艺为在、、℃,油淬+℃回火4h,空冷。
钒元素的添加细化了高铬铸铁的基体组织,改变了碳化物的形态及分布,提高了高铬铸铁硬度及耐磨性能。当钒含量为1.8%时,高铬铸铁硬度达到63HRC,抗磨损性好。钒含量为0.3%~1.8%时,较佳热处理工艺为℃保温2h,淬火,再经℃回火4h。