高合金白口鑄鐵

時間：2013-04-16 14:46:28 來源：作者：

按合金種類，常用的高合金白口鑄鐵可分為：鎳鉻系、鉻鉬系、高鉻系、鎢系等四大系列。除鎢系外，其他三系列均被列入我國抗磨白口鑄鐵標準中，見表1。

1．鎳鉻系在國外稱鎳硬鑄鐵，一般w(Ni)=3.3%～7.0%之間。它的突出優點：強韌性好，可在較低溫度下熱處理，對于許多木宜進行高溫熱處理的大鑄件及易形成裂紋的結構件是十分有利的。表2是美國ASTM鎳硬鑄鐵的化學成分，表中的鎳硬Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ與我國的KmTBNi4Cr2–GT、KmTBNi4Cr2–DT、KmTBCr9Ni5基本對應。

表1 抗磨白口鑄鐵的牌號及其化學成分(GB/T8263–1999)

牌號^①	化學成分 (質量分數，%)
牌號^①	C	Si	Mn	Cr	Mo	Ni	Cu
KmTBNi4Cr2–DT	2.4～3.O	≤0.8	≤2.0	1.5～3.O	≤1.0	3.3～5.O	—
KmTBNi4Cr2–GT	3.O～3.O	≤0.8	≤2.0	1.5～3.O	≤1.0	3.3～5.O	—
KmTBCr9Ni5	2.5～3.6	≤2.0	≤2.0	7.O～11.O	≤1.0	4.5～7.O	—
KmTBCr2	2.1～3.6	≤1.2	≤2.0	1.5～3.O	≤1.0	≤1.0	≤1.2
KmTBCr8	2.1～3.2	1.5～2.2	≤2.0	7.O～11.O	≤1.5	≤1.0	≤1.2
KmTBCr12	2.O～3.3	≤1.5	≤2.0	11.0～14.0	≤3.0	≤2.5	≤1.2
KmTBCr15Mo^②	2.O～3.3	≤1.2	≤2.0	14.0～18.O	≤3.0	≤2.5	≤1.2
KmTBCr20Mo^②	2.O～3.3	≤1.2	≤2.0	18.O～23.O	≤3.0	≤2.5	≤1.2
KmTBCr26	2.O～3.3	≤1.2	≤2.0	23.O～30.O	≤3.0	≤2.5	≤2.0

注：鎳硬鑄鐵：w(S)≤0.15%，w(P)≤0.15%；KmTBCr2：w(S)≤0.1%。w(P)≤0.15%；其他牌號w(S)≤0.06%，w(P)≤0.10%。

①牌號中，“DT”和“GT”分別是“低碳”和“高碳”的漢語拼音字的第一個大寫字母，表示該牌號含碳量的高低。

②一般情況下，該牌號應含鉬(Mo)。

表2 美國鎳硬鑄鐵的化學成分(ASTM A532M–93a)(質量分數，%)

類型	名稱	C	Mn	Si	Ni	Cr	Mo	P	S
A	鎳–硬Ⅰ	2.8～3.6	≤2.0	≤0.8	3.3～5.O	1.4～4.O	≤1.0	≤0.3	≤0.15
B	鎳–硬Ⅱ	2.4～3.O	≤2.0	≤0.8	3.3～5.O	1.4～4.O	≤1.0	≤0.3	≤0.15
C	鎳–硬Ⅲ	2.5～3.7	≤2.0	≤0.8	≤4.0	1.O～2.5	≤1.0	≤0.3	≤0.15
D	鎳–硬Ⅳ	2.5～3.6	≤2.0	≤2.0	4.5～7.O	7.O～11.O	≤1.5	≤0.10	≤0.15

2．鉻鉬系鉻鉬系合金白口鑄鐵含w(Cr)=7～23%，并含有w(Mo)≤3%，在我國標準中，主要是表1中的如下四種：

KmTBCr8

KmTBCr12

KmTBCr15Mo

KmTBCr20Mo

其中，中鉻(KmTBCr8)鑄鐵是我國特色的耐磨材料，特別是高Si/C中鉻鑄鐵及中鉻硅鑄鐵已取得廣泛應用。該鑄鐵的突出特點是C、Cr、Si合金化后使Cr/C≈3時形成的共晶碳化物為M₇C₃型，從而使鑄鐵具有較好的綜合力學性能及高的性能價格比。

KmTBCr12的淬透性有限，故大多數不以淬火回火態使用。鑄造后只經去應力處理即可。鑄態基體是抗沖擊疲勞性能優異的珠光體基體及M₇C₃共晶碳化物。

KmTBCr15Mo是研究得較深入，應用極廣泛的高Cr白口鑄鐵。經空淬回火處理后使用，硬度高，硬韌性好，具有優異的抗沖刷及抗沖擊磨損性能。

KmTBCr20Mo高鉻鑄鐵因含Cr量高，Cr/C也相對較大，故淬透性、硬度、韌性以及耐蝕性均較好。適用于厚大耐磨件以及要求有一定沖擊、在濕態磨料磨損條件下工作的零件。

3．高鉻系此類鑄鐵含Cr最高，高的鉻量可使抗磨性、耐蝕性、韌性、淬透性均比KmTBCr20Mo高，抵抗磨蝕磨損及熱磨損的能力也大人增加。在酸性介質中w(Cr)=28%的白口鑄鐵耐磨性、抗高溫氧化性比w(Cr)=15%優越得多。鑄鐵的含碳量可在w(C)=2%～3.3%范圍內變化，增加鉻最、降低碳量可以提高腐蝕磨損抗力。Cr26高鉻鑄鐵件多數是淬回火態使用，也可以鑄態使用。

4．鎢系 W系白口抗磨鑄鐵是一種新型抗磨材料，有較高的抗磨性能，用它制造的某些零件接近或達到Cr–Ni–Mo高合金白口鑄鐵的使用壽命。鎢系白口鑄鐵按W、C含量不同，劃分為亞共晶、共晶及過共晶三種類型(見表3)。當碳的質量分數在2.7%～3.3%范圍時，鑄鐵的共晶度隨鎢量增加從亞共晶向共晶、過共晶轉移：

亞共晶 w(W)<18%

共晶 w(W)=18%～22%

過共晶 w(W)>22%

表3 鎢系白口鑄鐵的分類及鑄態組織

合金類型	w(W)(%)	w (C)(%)	W∕C	鑄態組織
亞共晶	<18	2.7～3.3	<2	初生奧氏體+離異網狀二元共晶(M₃C+γ)
亞共晶	<18	2.7～3.3	2～6	初生奧氏體+離異二元共晶(M₃C+γ)+三元共晶(M₆C+M₃C+γ)
共晶	18～22 23	2.7～3.3 2.5		二元共晶(M₆C+γ)+三元共晶
過共晶	>22	2.7～3.3 2.O～2.5	>6 >6	塊狀初生M₆C+魚骨狀二元共晶(M₆C+T)+三元共晶(M₆C+M₂₃C₆+γ) 枝狀初生M₆C+魚骨狀二元共晶(M₆C+γ)

由于高鎢鑄鐵是由硬而韌的初生碳化物及二元共晶體所組成，不僅硬度高，而且沖擊韌性好。為此，高鎢鑄鐵常采用：w(W)=20%～30%，w(C)=2.0%～2.5%的共晶、過共晶型成分。

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