钒铁变质处理提升高铬白口铸铁性能研究

"本文主要探讨了钒铁变质处理对高铬白口铸铁组织和性能的影响，通过实验研究了不同含量的钒铁如何改善高铬白口铸铁的脆性，提高其综合性能。" 高铬白口铸铁，由于其高硬度和耐磨性，被广泛应用在多种工业领域。然而，其固有的脆性限制了它的使用寿命和应用范围。为了解决这个问题，研究人员刘兆方、刘忆等人进行了关于钒铁变质处理的研究，旨在细化晶粒，优化碳化物形态，从而增强材料的韧性和耐磨性。 实验中，他们控制了高铬铸铁的基础化学成分，包括碳（2.6%～3.2%）、铬（13%）、锰（0～1%）、硅（0.3%～0.8%）、钼（0.8%）、钛（0.1%）以及稀土元素（0.9%），并逐步增加变质剂——钒铁的含量，观察其对材料组织和性能的影响。实验样本分为五组，每组的含钒量分别为0、0.4、0.6、0.8和1.0%。 通过对不同含钒量的试样进行热处理，研究人员发现，随着钒铁含量的增加，白口铸铁的晶粒得到显著细化，碳化物形态得到改善。这种变化直接导致了材料硬度的提升和耐磨性的增强。更为关键的是，适当比例的钒铁引入还能改善材料的冲击性能，即提高了韧性，这对于延长高铬白口铸铁的使用寿命至关重要。 传统的改善高铬铸铁韧性的方法，如复合变质处理，虽然也能达到类似效果，但往往伴随着成本的大幅增加。而使用钒铁作为变质剂，不仅利用了我国丰富的钒资源，还能够在保证耐磨性的同时，经济有效地提升韧性，因此具有很高的实用价值和经济效益。 在实际生产中，采用钒铁变质处理技术有望进一步拓宽高铬铸铁的应用领域，特别是在那些需要兼顾耐磨性和韧性的工况下。这项研究的结果对于优化高铬白口铸铁的生产工艺，提升耐磨件的服役寿命，以及推动相关产业的技术进步具有重要意义。