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铸造词汇定义-白口铸铁

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碳以渗碳体形态存在的铸铁,其断面为灰白色。是一种良好抗磨材料,在磨料磨损条件下工作。白口铸铁包括普通白口铸铁、低合金白口铸铁、中合金白口铸铁,高合金白口铸铁。中国有国家标准(G。B8263—87)。

  普通白口铸铁中国早在春秋时代就制成了抗磨性良好的白口铸铁,用作一些抗磨零件。这种铸铁具有高碳低硅的特点,有较高的硬度,但很脆,适用于制造冲击载荷小的零件,一般用在犁铧、磨片、导板等方面。生产中常采用热处理的方法来改善其性能,扩大它的应用范围。碳对于普通白口铸铁的耐磨性能起最重要的作用,含碳量愈高,则形成的渗碳体愈多,构成大量的莱氏体,因而硬度愈高,耐磨性也就愈好。但含碳量高,韧性则下降。应根据零件的具体工作条件,来选择渗碳体的数量和分布。通常普通白口铸铁的硬度与含碳量成直线关系,即HS=16.7C+13(HS—肖氏硬度;C—含碳量百分比)。

  低合金白口铸铁 在普通白口铸铁中添加少量合金元素,可以提高碳化物显微硬度,强化金属基体,从而可以提高耐磨性。含铬、钼、铜等元素的白口铸铁通常用冲天炉熔炼,大多在铸态下使用,因此成本较低。但这种白口铸铁金相组织中的碳化物仍为连续网状,因而脆性仍较大,适用于对耐磨性和韧性要求不太高的场合。加入硼0.15%~0.55%,硼主要进入碳化物中,也可以提高耐磨性。

  中合金白口铸铁 以铬为主要合金元素,加入铬量达9%时,组织中即出现(Cr,Fe)7C3。碳化物,它的硬度高达1300~1800HV。这种碳化物呈孤立杆状或板状形态,连续性差,所以韧性好、强度高。除铬外,中合金白口铸铁还有:(1)镍硬白口铸铁,国际镍公司的牌号有Ni—Hard1、2、3、4四种。含镍量多在3%~5%之间,含铬量可分为2%Cr和9%Cr两种。前一种碳化物为(Fe,Cr)3C,硬度为1100~1500HV,高于Fe3c的硬度900~1000HV。后一种大部分为(cr,Fe)7C3,硬度更高。Ni—Hard1、2、3三种均是含2%Cr这一类,其区别主要在于碳含量的不同,碳高耐磨性好、韧性差;碳低则反之。国际镍公司还有两种特殊材料:高碳Ni—Hard4,这种材料耐磨性高而冲击疲劳寿命并不高;另一种含硼Ni—Hard1,含硼量为0.25%~1.0%,硼可使马氏体基体的硬度高达1000HV,这种材料用于冲击负荷较简单的铸件。(2)锰白口铸铁,有较高的锰量抑制了珠光体,稳定了奥氏体。在组织中出现一定量马氏体,但有较多残余奥氏体。这种铸铁含锰量为5%~8%,成本低,但耐磨性较低,铸造性能也差。(3)锰钨白口铸铁,中国锰钨1号耐磨铸铁用于要求机械加工的零件;锰钨2号耐磨铸铁具有较高硬度。通常这两种均在铸态使用。(4)钨铬白口铸铁,中国有W5Cr4、W9Cr6、W16Cr2三种牌号,主要用于冲击载荷大、低应力冲蚀磨料磨损和高应力碾磨磨料磨损的场合。由于钨价格较高而使应用受到限制。(5)中铬白口铸铁,Ni—Hard4是中铬型的白口铸铁,需要加入大量贵重的镍。为了节约,用铜、钼、锰联合合金化,可以达到相同的目的,其含铜量为2%~3%,含钼量为0.3%~0.5%,含锰量为1.5%~2.0%。其力学性能与Ni—Hard4相似。

  高合金白口铸铁 用得最广泛的是含铬量为12%~20%的高铬白口铸铁,组织中形成(cr,Fe)7C3的碳化物。高铬白口铸铁通常要进行高温热处理析出二次碳化物,冷却时奥氏体转变成为马氏体。高铬白口铸铁在干磨中有广泛应用,如炼铁高炉料盅和溜槽衬板等。美国克里马克斯(Climax)钼公司有15—3(含15%Cr-3%Mo)、15—2—1(含15%Cr-2%Mo-1%Cu)两种牌号。15—3又以碳量的高低来划分为超高碳、高碳、中碳及低碳四种。低碳的韧性好而硬度低,适用于冲击载荷比较大的场合;高碳的则用于冲击载荷小的场合,表现出良好的耐磨性。

  白口铸铁的耐磨性和其他抗磨材料一样,既有本身材质性能的影响,又有磨料性质、工作介质、工作条件等的影响。为此,要获得良好的耐磨性,必须通过分析进行恰当地选用才能取得较好的效果。

 

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