耐磨钢的化学成分选择(2)

3,锰
Mn是主要的强化元素,大部分溶人铁素体,强化基体,其余Mn量生成 Mn3C,它与Fe3C能相互溶解,在钢中生成(FeMn)3C型碳化物。Mn使A;点升高,A3点下降,并使S点、E点左移,所以可增加钢中珠光体的数量。由于Mn降低yFe-'aFe相变温度和从温度,降低奥氏体分解(析出碳化物)速度,因而大大提高钢的淬透性。但Mn是过热敏感性元素,淬火时加热温度过高,会引起晶粒粗大。Mn量过高,易形成仿晶型组织,出现大量网状铁素体;增加钢的回火脆性倾向;并会导致钢淬火组织中残留奥氏体量增加,所以低合金耐磨钢中锰含量一般控制在uw(Mn)1.0%一2.0%之间。

4.铬
铬是耐磨钢的主要合金元素之一,与钢中的碳和铁形成合金渗碳体(FeCr)3C 和合金碳化物(FeCr) 7几,能部分溶人固溶体中,强化基体,提高钢的淬透性,尤其与锰、硅合理搭配,能大大提高淬透性。例如:30SiMn钢的淬透性为# 12mm; 30SiMn2钢的淬透性为017mm; 30CrMnSi钢的淬透性为#60mm; 30CrMn2Si钢的淬透性为#95mmo Cr具有较大的回火抗力,能使厚端面的性能均匀。在低合金耐磨钢中Cr的含量不宜太高,否则会导致淬火、回火组织中残留奥氏体量增加。一般可控制在二,(Cr)O.5%一1.2%之间。

5,铝
铝在低合金耐磨铸钢中能够有效地细化铸态组织,热处理时,能强烈抑制奥氏体向珠光体转变,稳定热处理组织。在Cr一Mo一Si低合金耐磨钢中,加人钥能急剧提高其淬透性和断面均匀性,防止回火脆性的发生,提高低合金耐磨铸钢的回火稳定性,改善冲击韧度,增加钢的抗热疲劳性能。但由于价格昂贵,故根据零件的尺寸和壁厚,Mo的加人量一般控制在w(Mo)0.2%一1.2%之间。

6.镍
镍和碳不形成碳化物,和铁以互溶的形式存在于钢中的。相和Y相中,使之强化,并通过细化a相的晶粒,改善钢的低温性能,能强烈稳定奥氏体,提高钢的淬透性而不降低钢的韧性。镍也是具有一定抗腐蚀能力的元素,对酸、碱、盐及大气都具有一定的抗腐蚀能力,含镍的低合金钢还有较高的抗腐蚀疲劳性能。但镍的价格昂贵,只能根据耐磨零件的大小及工况条件来确定,通常镍的加人量二(NO 0.4%一1.5%,在含铬的耐磨钢中,镍的加人量一般按Ni/Cr-2来控制。

7.铜
铜和碳不形成碳化物,它在铁中的溶解度不大,和铁不能形成连续的固溶体。铜在铁中的溶解度随温度的降低而剧降。因此,可通过适当的热处理产生沉淀硬化作用。铜还具有类似镍的作用,能提高钢的淬透性和基体的电极电位,增加钢的抗腐蚀性。这一点对湿磨条件下工作的耐磨件尤其重要,耐磨钢中铜的加人量一般为二,((:u)0.3%一1.0%。过高的铜量对耐磨铸钢无益。

8.微量元素
在低合金耐磨铸钢中加人微量元素是提高其性能最有效的方法之一,我国有丰富的钒、钦、硼及稀土资源,一些铁矿石中就含有丰富的钒和钦。低合金耐磨铸钢中加人钒、钦可细化铸态组织,产生沉淀强化作用,增加硬相质点的数量,弥补碳含量低造成的硬度不足。硼可提高钢的冲击韧度,增加钢的淬透性。稀土不仅可有效细化铸态组织,净化晶界,改善碳化物和夹杂物的形态及分布,提高低合金耐磨铸钢的抗疲劳性及抗疲劳剥落性,并且使低合金耐磨铸钢保持足够的韧性。微量元素的加人量可根据工况条件和生产成本决定,一般钦可控制在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%:钒控制在w(V)0.07%---0.3%0

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