当碳化物呈网状或大的长针状时,碳化物对基体组织的割裂程度非常大,使基体组织的韧性降低,同时由于碳化物尖端比较尖锐,应力集中程度大。在泥沙磨损过程中,当基体组织被首先选择切削磨损后,凸起的网状或长针状碳化物受到泥沙磨粒的冲击,由于在碳化物与基体组织结合处存在严重的应力集中,会导致碳化物颗粒整块脱落或折断磨损。使大块面积的基体组织暴露在表面,受到泥沙磨粒的切削,导致恶性循环,使耐磨性降低。
当碳化物呈块状或短杆状且分布比较均匀时,对提高其耐磨性有利。当泥沙磨粒划过材料表面过程中,遇到高硬度的碳化物的阻挡,使磨粒对基体组织的切削或犁沟中断,甚至能使泥沙磨粒变钝,减缓对基体组织的进一步切削。由于碳化物分布比较均匀,泥沙磨粒对基体切削很短的距离就会遇到碳化物,而磨粒不能对碳化物直接切削,所以这种分布的碳化物能很好地保护基体。当基体被磨损到一定程度后,使碳化物凸起,此后主要由高硬度的碳化物来承受磨粒的冲击。这种碳化物的棱角比较圆钝,对基体的割裂程度小,与基体的结合处产生应力集中的程度小。同时由于分布均匀,在磨损过程中,每个碳化物颗粒承受磨粒的冲击力比较小,就不容易脱落,减少碳化物颗粒的磨损,延长基体金属再次受到磨粒切削的时间,进而提高材料的耐磨性。
耐磨高铬铸铁材料是含有碳化物相的复合材料,它所受到的磨损与组织中各相的磨损相关。在泥沙磨损条件下,高铬铸铁材料中碳化物相的磨损是由于脱落或破碎而造成的;基体组织的磨损是由于切削和多次塑变造成的。基体组织对耐磨性的影响因素,其一是基体组织本身的耐磨性,其二是基体组织与碳化物的结合强度。奥氏体与含铬、钨、钒与铌的碳化物的晶格常数的差别,比铁素体及马氏体与这些碳化物晶格常数的差别要小。因而奥氏体基体与这些碳化物之间的结合力比基体与碳化物之间的结合力要强些。
在泥沙磨损条件下,基体的磨损是以显微切削为主要的磨损失效方式,因此,基体的硬度对基体组织的耐磨性将起主要作用。基体的硬度越高,根据拉氏模型,磨粒对基体的切削程度将减小,切削痕变浅变窄,因犁沟作用而堆积在犁沟两侧和前缘的材料减少,产生反复塑变而强化脱落的几率减小,从而减缓磨损。基体的磨损程度减小,碳化物就不会过早裸露以至脱落,从而提高材料的整体抗磨损能力。