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各種化學(xué)成分在耐磨材料中的耐磨作用
1、碳
高錳鋼鑄件耐磨性不是含碳量越高越耐磨,而是有一個(gè)極限值,當(dāng)含碳量>1.4%后鑄態(tài)析出碳化物很多,水韌處理時(shí)碳化物不能完全溶到奧氏體中去,間隙固溶的碳化物也達(dá)到了飽和,這樣不僅對(duì)耐磨性沒(méi)有好處,而且降低材料的強(qiáng)度和韌性,服役時(shí)容易斷裂。
2、硅
含硅量高,降低碳在奧氏體中的溶解度,碳化物在晶界上析出增多且肥大,水韌處理后,在晶界上留下較大的顯微疏松,但為了完全消除,鋼中的含硅量,控制在0.4—0.6%***,含硅量>0.8%對(duì)高錳鋼各項(xiàng)性能無(wú)明顯影響
3、錳
錳是形成奧氏體的元素,對(duì)碳化物的形成也起作用,過(guò)高的錳將使組織中出現(xiàn)奧氏體,奧氏體組織不適宜作磨球,因?yàn)閵W氏體磨球不論在干磨和濕磨中,都會(huì)造成大量破碎和剝落,但由于脫氧和去硫都用錳,因此錳的含量在耐磨球中不可以過(guò)高。
4、硫
由于鋼中含錳量高,能生成大量的MnS從渣中排出。又由于是在堿性渣中熔煉,硫可順利降低到0.03%以下。這樣低的硫量對(duì)鋼的強(qiáng)度、韌性和耐磨性均無(wú)明顯影響。
5、磷
磷單獨(dú)溶解在鋼中很少,常以Fe2p,F(xiàn)e***的形式存在于晶界上使鋼的強(qiáng)度、韌性和耐磨性大為降低,碳含量高加劇了P以共晶形式析出在晶界上。為了保證性能,應(yīng)遵循以下關(guān)系:C%=11.27-2.761×P%。生產(chǎn)中要控制磷含量≤0.08%:重要、復(fù)雜、厚壁件≤0.07%。
6、鉻
鉻是碳化物形成元素。鉻除與碳結(jié)合成碳化物外,其余部分溶于基體內(nèi),從而提高基體的電極電位,***腐蝕是有利的。若其含量較小時(shí),可能會(huì)出現(xiàn)M3C型碳化物,使硬度和韌性都降低。若其含量較大時(shí),結(jié)晶時(shí)碳化物數(shù)量顯著增多,使韌性明顯下降,同時(shí)由于基體中含碳量降低,導(dǎo)致基體的硬度降低,從而耐磨性下降。但現(xiàn)在已經(jīng)有部分廠家采用特殊的生產(chǎn)和處理工藝解決了這個(gè)問(wèn)題,使鉻的含量***可達(dá)到30%。
7、釩(鈦)
這兩種元素是生鐵中自然帶入的,于微量合金元素,它們能形成硬度很高的碳氮化物,彌散在基體中,有利于提高基體的顯微硬度和耐磨性,同時(shí)對(duì)晶粒的細(xì)化也是有利的。
8、鉬
鉬的主要作用是細(xì)化基體,細(xì)化碳化物,提高基體的電極電位,提高耐蝕性。因價(jià)格高,加不經(jīng)濟(jì)。在金屬型鑄造條件下,加入少量即可起明顯作用,實(shí)用于有特殊要求的耐磨鋼球。
9、鎳(銅)
鎳(銅)是奧氏體形成元素,多加了組織中出現(xiàn)奧氏體。在屈氏體磨球中加鎳主要作用是提高基體電極電位,提高耐蝕性,但多加不經(jīng)濟(jì),微量即起作用
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