完成人

唐丽娜、李瑞玲

获奖级别

第九届“挑战杯”飞利浦全国大学生课外学术科技作品竞赛三等奖

获奖时间

2005.11

内容简介

一般耐磨铸铁为添加一定合金元素的亚共晶白口铸铁，现阶段高合金耐磨铸铁已得到很好的应用。然而这类高合金耐磨铸铁添加合金元素量大，成本高，所以我们设想通过不同处理方法来提高低合金耐磨铸铁的性能（合金成分总和低于5%的耐磨铸铁称为低合金耐磨铸铁）。近年来，稀土的应用越来越广泛，以往的研究及应用表明，稀土能改变钢和铁中碳化物的形态、细化晶粒、净化和强化晶界，所以通过稀土变质处理应该可以影响低合金耐磨铸铁的性能。理论基础：1）已经知道，加入合金元素能显著提高性能，如高Cr耐磨铸铁，硬度可达HRc50～55，然而Cr含量高达20%，极大提高了成本；2）热处理能够提高性能（高温下网状碳化物向块状转化），但要求温度达1100℃以上，而且加热时间较长，所以电能等能源消耗大，会影响生产效率。基于以上两点，我们构想通过向低合金成分的铸铁中加入稀土元素以及短时热处理来改善其综合性能。试验时对铸铁试样的成分进行了调整：C%--1.94%(由于合金元素添加使共晶点左移，碳含量能保证得到莱氏体组织即可，控制在2%左右)；部分合金元素量做了调整：Mn—0.73%,Cr—2.14%,Mo—0.16%；变质剂为以铈为主的混合稀土，通过加入量的不同比较对铸铁性能的影响效果。作品创新点：以往研究表明稀土能影响刚和铁中碳化物的形态和分布，提高其性能，然而只利用这种作用效果是有限的，本文研究了稀土与热处理的协同作用对低合金耐磨铸铁力学性能和耐磨性能的影响，目前有关此类的研究报道较少，所得结果对进一步挖掘低合金耐磨铸铁的应用潜力，提供了有价值参考数据。