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篦條概述--合金元素對篦條性能的影響
添加時間:2015-11-04
  1)C是影響高鉻耐熱合金硬度和韌性的主要元素,C含量高,合金組織中碳化物數量較多,基體硬度高,耐磨性好。C對韌性有雙重影響,一方麵,當C含量增高,高鉻合金鑄鐵的晶粒顯著細化。另一方麵,高鉻合金鑄鐵C含量過高時,高溫發生a→γ轉變,而γ相對高溫晶粒長大不敏感。因此韌性隨C含量增加出現極大值,為兼顧合金的耐磨性與韌性,高鉻篦條中碳(Wc)含量控製在2.8%以下。而耐熱鋼篦條中含碳量一般選0.3~0.5%。
  2)Cr是高鉻合金篦條中最主要的合金元素,高鉻合金之所以有較高的耐磨性能,主要是鉻的加入使合金外表層在高溫作用下能形成一層致密的Cr2O3,保護層,阻止或延緩了合金由外部氧化轉向內部氧化的過程。在高溫磨損工況下,由於受等應力的作用,使氧化膜及下表層產生裂紋,裂紋的出現為合金的內部氧化提供了供氧通道,實踐證明鉻含量控製在25%~28%為宜。
  3)Al耐熱合金在高溫下的破壞形式有氧化和生長變形兩種。高溫下,Al能在金屬表麵迅速氧化,同時Al還能使a→γ相變溫度提高,而且能夠提高珠光體分解溫度,穩定珠光體,使合金具有抗高溫生長的能力。但是,Al加入量過多,鑄造性能惡化,成本增加,所以,高鉻合金鑄鐵中將Al含量(WA)控製在3.0%~7.0%。
  4)Si和Al一樣,都對氧化起抑製作用,不同的是Al在低溫時就形成氧化膜,保護作用比較明顯,而Si在溫度較大(大於900℃)時,才能形成致密的氧化層。在篦條合金中加入適量的Si可在一定程度上提高抗氧化性能。Si與氧的親和力大於鉻,可在熔煉過程中減少鉻的損失。Si溶於碳化物的量很少,但可以固溶於基體中起到固溶強化的作用,隨著Si含量的增加基體硬度隨之增加,而篦條的脆性也隨之增大,Si加入量過大,高鉻合金鑄鐵衝擊韌性明顯降低,為兼顧衝擊韌性和抗氧化性,將Si含量(Wsi)控製在1.0%~2.5%。
  5)Mn對高鉻合金的抗氧化性產生不利影響,但錳可起脫氧作用,因此錳含應控製在0.7%~1.0%。
  6)Ti在合金中用作脫氧劑、出氣劑和碳硫穩定劑,其熔化溫度高達1667℃。鈦是一種極活潑的金屬,能與氧、氮、硫、碳生成穩定的化合物,鑄件中加入鈦,有助於細晶石墨的生長,並能起到脫氧、孕育、淨化與細化鑄件組織的作用,進一步提高鑄件的高溫抗氧化性和高溫耐蝕性,綜合考慮其成分控製在0.2%~0.4%。
  7)P為防止低熔點磷共晶對鑄鐵的熔點和機械性能的不利影響,應控製含磷量≤0.06%。
  8)S硫和所有的變質元素都有很大的親和力。原鐵水硫含量越高越消耗稀土鎂變質劑。為減輕硫對石墨化、對變質的不利影響,控製終點含硫量≤0.02%。其實,終點含硫量與原生鐵含硫量,衝天爐熔化增硫率,以及變質元素加入方法和吸收率諸多因素相關。實際生產中,若用低硫生鐵,要求原鐵水含硫量應穩定在0.03%~0.06%以下。
  9)Cu鑄鐵中合金元素銅有助於鐵液按穩定態凝固,促進鑄鐵中的碳元素向共晶石墨轉變。加入一定量的銅,有細化珠光體和石墨,使組織緊密提高鑄鐵抗拉強度的明顯作用。還能提高鑄鐵的抗磨、抗震和抗熱疲勞性能。因此,銅元素的加入將會增強台車篦條在服役條件下的綜合性能,延長篦條的使用壽命。為消除可能產生的銅偏析,以及控製組織中的珠光體數量,銅含量應控製在0.3%~0.4%。
  10)稀土元素稀土具有淨化晶界的作用,而晶界是合金高溫工作時的薄弱部位,晶界淨化必能提高抗晶界氧化能力,從而提高合金的高溫強度和蠕變強度,但過量的稀土將導致夾雜物增多,反而降低高鉻合金的強韌性,為此,稀土含量控製在0.03%~0.01%為宜。
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