耐磨鋼的化學成分選擇(2)

3,錳
Mn是主要的強化元素,大部分溶人鐵素體,強化基體,其余Mn量生成 Mn3C,它與Fe3C能相互溶解,在鋼中生成(FeMn)3C型碳化物。Mn使A;點升高,A3點下降,并使S點、E點左移,所以可增加鋼中珠光體的數(shù)量。由于Mn降低yFe-'aFe相變溫度和從溫度,降低奧氏體分解(析出碳化物)速度,因而大大提高鋼的淬透性。但Mn是過熱敏感性元素,淬火時加熱溫度過高,會引起晶粒粗大。Mn量過高,易形成仿晶型組織,出現(xiàn)大量網(wǎng)狀鐵素體;增加鋼的回火脆性傾向;并會導致鋼淬火組織中殘留奧氏體量增加,所以低合金耐磨鋼中錳含量一般控制在uw(Mn)1.0%一2.0%之間。

4.鉻
鉻是耐磨鋼的主要合金元素之一,與鋼中的碳和鐵形成合金滲碳體(FeCr)3C 和合金碳化物(FeCr) 7幾,能部分溶人固溶體中,強化基體,提高鋼的淬透性,尤其與錳、硅合理搭配,能大大提高淬透性。例如:30SiMn鋼的淬透性為# 12mm; 30SiMn2鋼的淬透性為017mm; 30CrMnSi鋼的淬透性為#60mm; 30CrMn2Si鋼的淬透性為#95mmo Cr具有較大的回火抗力,能使厚端面的性能均勻。在低合金耐磨鋼中Cr的含量不宜太高,否則會導致淬火、回火組織中殘留奧氏體量增加。一般可控制在二,(Cr)O.5%一1.2%之間。

5,鋁
鋁在低合金耐磨鑄鋼中能夠有效地細化鑄態(tài)組織,熱處理時,能強烈抑制奧氏體向珠光體轉變,穩(wěn)定熱處理組織。在Cr一Mo一Si低合金耐磨鋼中,加人鑰能急劇提高其淬透性和斷面均勻性,防止回火脆性的發(fā)生,提高低合金耐磨鑄鋼的回火穩(wěn)定性,改善沖擊韌度,增加鋼的抗熱疲勞性能。但由于價格昂貴,故根據(jù)零件的尺寸和壁厚,Mo的加人量一般控制在w(Mo)0.2%一1.2%之間。

6.鎳
鎳和碳不形成碳化物,和鐵以互溶的形式存在于鋼中的。相和Y相中,使之強化,并通過細化a相的晶粒,改善鋼的低溫性能,能強烈穩(wěn)定奧氏體,提高鋼的淬透性而不降低鋼的韌性。鎳也是具有一定抗腐蝕能力的元素,對酸、堿、鹽及大氣都具有一定的抗腐蝕能力,含鎳的低合金鋼還有較高的抗腐蝕疲勞性能。但鎳的價格昂貴,只能根據(jù)耐磨零件的大小及工況條件來確定,通常鎳的加人量二(NO 0.4%一1.5%,在含鉻的耐磨鋼中,鎳的加人量一般按Ni/Cr-2來控制。

7.銅
銅和碳不形成碳化物,它在鐵中的溶解度不大,和鐵不能形成連續(xù)的固溶體。銅在鐵中的溶解度隨溫度的降低而劇降。因此,可通過適當?shù)臒崽幚懋a(chǎn)生沉淀硬化作用。銅還具有類似鎳的作用,能提高鋼的淬透性和基體的電極電位,增加鋼的抗腐蝕性。這一點對濕磨條件下工作的耐磨件尤其重要,耐磨鋼中銅的加人量一般為二,((:u)0.3%一1.0%。過高的銅量對耐磨鑄鋼無益。

8.微量元素
在低合金耐磨鑄鋼中加人微量元素是提高其性能最有效的方法之一,我國有豐富的釩、欽、硼及稀土資源,一些鐵礦石中就含有豐富的釩和欽。低合金耐磨鑄鋼中加人釩、欽可細化鑄態(tài)組織,產(chǎn)生沉淀強化作用,增加硬相質點的數(shù)量,彌補碳含量低造成的硬度不足。硼可提高鋼的沖擊韌度,增加鋼的淬透性。稀土不僅可有效細化鑄態(tài)組織,凈化晶界,改善碳化物和夾雜物的形態(tài)及分布,提高低合金耐磨鑄鋼的抗疲勞性及抗疲勞剝落性,并且使低合金耐磨鑄鋼保持足夠的韌性。微量元素的加人量可根據(jù)工況條件和生產(chǎn)成本決定,一般欽可控制在w(Ti)0.02% -0.1%;稀土控制在二(RE) 0. 12%一0.15%;硼可控制在二(B)0.005%一 0.007%:釩控制在w(V)0.07%---0.3%0

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