[发明专利]一种铸态高碳高铬铸铁及其制备方法

说明书

技术领域

本发明为一种铸态高碳高铬铸铁及其制备方法，特别涉及一种碳含量高的铸态高碳高铬铸铁及其制备方法，属于金属耐磨材料技术领域。

背景技术

高铬白口铸铁显微组织中存在着硬度较高且分布孤立的M₇C₃型碳化物，因而与其他普通白口铸铁相比，具有较高的硬度和韧性，使其在大量消耗抗磨材料的冶金、机械、矿山、建材、电力及化工等行业中得到推广应用。但目前在工业中应用的大部分为亚共晶高铬铸铁，而碳含量较高的过共晶高铬铸铁应用较少，这主要是由于碳含量超过共晶点后，初生M₇C₃型碳化物的形态粗大而使韧性大幅度降低的缘故。

在低应力磨料磨损条件下，基体中碳化物的体积分数和分布对高铬铸铁的力学性能和耐磨性起着重要作用[Sare I R.Abrasion Resistance and FractureToughness of White Cast Irons，Metals Technology，1979，6(11)：412-419]。一般来说，随碳化物数量增加，耐磨性提高但冲击韧性下降[Gahr，Karl-Heinz Zumand Scholz，William G.Fracture Toughness of White Cast Irons，Journal of Metals，1980，32(10)：38-44]，特别是出现粗大的初晶碳化物时韧性急剧下降，为了保持足够韧性主张采用含碳量较低的高铬铸铁而不采用过共晶高铬铸铁[BerezaJ M，Wear and Impact Resistant White Cast Irons，British Foundryman.1981，74(10)：205-211]。

由于过共晶高铬铸铁具有优异的耐磨性，韩国专利KR97043232-A和KR256368-B1报道了将过共晶高铬铸铁采用堆焊方法沉积于钢铁制品表面，可以明显提高低应力磨损条件下耐磨部件的耐磨性。专利WO8404760-A1和EP147422-A1公开了一种耐磨铸造过共晶高铬铸铁，其主要成分(wt.％)是：C＞4.0；Cr25-45；Mn 0-15；Mo0-10；Ni0-10；B0-2；Ti，W，Ta，V和Nb至少加入一种，每种元素加入量＜5.0且Ti，W，Ta，V和Nb的总量小于15.0。这种合金采用低温浇注，浇注温度不超过液相线温度100℃。获得的初生碳化物尺寸约为75μm。由于这种材料需要较低的浇注温度，在浇注薄壁件时成形困难，且加入了价格昂贵的钼、镍元素，导致铸铁生产成本过高。为了改善碳化物形态和分布，目前主要采用变质处理方法。