高铬铸铁

高铬铸铁是高铬白口抗磨铸铁的简称，是一种性能优良而受到特别重视的抗磨材料；它以比合金钢高得多的耐磨性，比一般白口铸铁高得多的韧性、强度，同时它还兼有良好的抗高温和抗腐蚀性能，加之生产便捷、成本适中，而被誉为当代最优良的抗磨料磨损材料之一。

  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。由于高铬铸铁自身组织的特点，使得高铬铸铁比普通铸铁具有高得多的韧性、高温强度、耐热性和耐磨性等性能。高铬铸铁已被誉为当代最优良的抗磨料磨损材料，并日益得到广泛应用。

高铬铸铁的良好的耐磨性主要取决于其基体组织和碳化物的类型及分布特点。

高铬铸铁是以Fe，Cr，C为基本成分的多元合金。刚凝固下来的高铬铸铁中基体是奥氏体，这种奥氏体在加热至较高的温度下才是稳定的，而且被C、Cr等元素所饱和。当温度降低时，奥氏体将发生转变。通常条件下，高铬铸铁呈现以奥氏体为主的多相组织，这种组织的铸铁在高温下使用，更能发挥材质本身的潜能。

高铬铸铁是含铬量在12%-28%之间的铬系白口铸铁，由于铬的大量加入使得白口铁中的M3C型碳化物变成M7C3型碳化物。这种合金碳化物很硬，赋予了高铬铸铁良好的耐磨性。另一方面，在凝固过程中M7C3型碳化物呈杆状孤立分布，使得高铬铸铁的韧性有了一定程度的改善。

  高铬铸铁化学成分设计：（一般采用亚共晶高铬铸铁）

1、工艺上常常通过调整碳含量来达到改变碳化物数量。

2、不含其他合金元素的高铬铸铁，空淬能淬透的最大直径为20mm，要提高淬透性，必须加入合金元素。

3、锰剧烈降低Ms，会使高铬铸铁在淬火后有较多的残留奥氏体，因此，一般控制在1.0%以下。

4、铜降低Ms，会造成许多的残留奥氏体，因此，一般控制在1.5%以下。

5、由于V价格高，通常只适用于不易热处理的铸件。

6、硅提高Ms，会减少残留奥氏体，同时降低淬透性，因此，一般应控制。

7、高铬铸铁感应炉熔炼温度1480℃，已经足够，不必太高。

8、高铬铸铁浇注温度不希望太高，以免收缩过大和粘砂。浇注温度厚大件1350-1400℃，（一般件1380-1420℃）。高的浇注温度加重冒口下的缩孔，而且会造成浓密的显微缩松，同时使晶粒组织粗大。

9、高铬铸铁模型收缩率2%。

10、高铬铸铁冒口尺寸按碳钢设计，浇注系统按灰铸铁设计。采用气割法切割浇冒口，容易产生热裂纹，故设计时采用易割冒口或者侧冒口，采用敲击法去除。

11、高铬铸铁寿命短的原因，不是金相不合格，而是，铸件内存在缩孔、气孔、夹杂等铸造缺陷，因此必须足够重视铸造工艺。

12、高铬铸铁容易开裂。在铸造工艺设计上注意不让铸件收缩受阻，以免造成开裂。

13、高铬铸铁铸件在铸型中应充分冷却，然后开箱。开箱过早，开箱温度过高，是铸件开裂的主要原因。

  15、高铬铸铁采用高温空淬，中低温回火的热处理，获得高硬度的马氏体基体。

16、高铬铸铁在热处理前的铸态基体组织取决于铸态冷却速度的高低。冷却速度高时通常为奥氏体基体：随冷却速度降低逐渐开始析出部分马氏体、珠光体和奥氏体的混合物。冷却速度进一步降低，可能获得珠光体基体的组织。

17、高铬铸铁一般根据铬含量和零件壁厚选择最佳淬火温度。淬火温度越高，淬透性越高，但淬火后形成残留奥氏体数量有可能越多。Cr15高铬铸铁的淬火温度940-970℃，Cr20高铬铸铁的淬火温度960-1010℃。保温时间根据壁厚选择。一般2-4h,壁厚零件4-6h。

18、空淬后的高铬铸铁存在较大的内应力，应尽快进行回火热处理。

19、对一些形状复杂、壁厚形成悬殊的高铬铸铁铸件应严格控制升温温度（≤50℃/h），以免铸件开裂。有时采用阶梯式升温（在200℃、400℃、600℃停留2-3h）更为安全，在700℃以上升温可以适当加速。但不超过150℃/h。

20、保温时间应视铸件壁厚、装炉量、状态和升温速度等因素综合考虑，以免由于部分铸件或铸件的心部因保温时间不足而出现淬不透。

21、高铬铸铁出炉应进行脱氧处理。通常在炉中加0.5%锰铁进行预脱氧，在炉中加0.25%硅铁进行初脱氧，在包中加0.05%铝进行终脱氧。

22、高铬铸铁在熔炼过程中温度控制在1450℃，最后快速升温控制在1480℃脱氧出炉。