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红星机器对于分级机衬铁材料的研究发现

河南红星 在理论指导结合长期的生产试验中所得出的经验的基础上,针对分级机衬铁设计了一种新型铬锰钨抗磨白口铸铁,并通过试验详细的研究了材料的微观组织。在试验的基础上,利用余氏理论计算出了基体组织的价电子结构。红星 从价电子结构角度,并结合试验中所得出的各种结果,探讨了新型铬锰钨抗磨铸铁材料的微观组织与宏观性能之间的内在联系。我们所完成的主要工作及所得结论如下:

分级机

1.在高铬铸铁的基础上,结合长期的生产实践所总结出来的经验,针对螺旋分级机衬铁的工作要求,设计了一组新型铬锰钨抗磨白口铸铁。

2.利用光学显微镜、显微硬度计、扫描电镜、X射线衍射分析仪及能谱分析等试验仪器及手段,观察了材料的金相组织形貌,测定了材料各相的显微硬度,并结合X射线衍射谱线所分析的结果,确定了各组成相的结构类型,碳化物主要为M7C3型,固溶体组织为马氏体,残余奥氏体含量在15%左右,处于一个理想的范围。并在扫描电镜中利用能谱分析,测定了材料的微区成分,确定了各合金元素在碳化物中及混合基体组织中的含量。

3.结合微区成分测定结果,分析了各合金元素的分布规律,Cr元素主要存在于碳化物中,Mn元素在共晶碳化物及混合基体中的含量大致相同,W元素则主要分布于混合基体组织中。从成分分析中发现,随着Mn含量的提高,Cr在碳化物中的含量有所下降,而更多的Cr固溶于马氏体当中,从而说明,Mn在一定程度上可以取代Cr元素形成碳化物,使更多的Cr固溶于马氏体组织中,提高材料的淬透性。这为以后继续设计含Mn的合金抗磨铸铁或抗磨铸钢等材料提供了新的思路。

4.结合试验得出的有关结果,应用“固体与分子经验电子理论”计算出了本材料基体组织中马氏体的合金价电子结构。结合价电子结构数据,分析了材料微观参数与宏观性能的内在联系,分析结果显示,合金元素的加入强化了马氏体。在改善马氏体韧性方面W的作用很小。通过分析也发现,多元合金的键合能更强,从而多元合金的强化作用优于单一合金。这为研发性能更好的合金抗磨铸铁及合金耐磨铸钢材料提供了理论指导。

5.对材料的力学性能进行了测试,综合的分析了材料的微观组织与材料力学性能之间的联系。并将材料浇铸成抗磨件进行了生产试验,试验证明材料的抗磨性能优良。

分级机

此外,通过一段时间的理论和试验研究,红星 认为在以下方面还有待于更深入的探讨:

1.进一步调整合金元素含量,系统的研究各合金元素的合适含量范围与作用机理,尤其是Mn元素的作用。由于Mn元素价格低廉,所以充分发挥它对抗磨铸铁的强化作用,是一件非常有意义的工作。

2.从价电子结构出发,研究抗磨铸铁材料各相的价电子结构与结晶动力学的关系,探讨合金元素含量与材料的金相组织的关系。

3.建立抗磨件工作过程的力学模型,为今后的新型抗磨钢铁材料的开发提供理论基础。

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