中铬白口铸铁通常称含Cr量介于高、低铬白口铸铁之间的铬系白口铸铁为中铬白口铸铁。中铬白口铸铁一般不含或很少含Ni,以区别镍硬4白口铸铁。其含Cr量在6~11%.随着含铬量的降低,碳化物中的(Fe,Cr)7C3比例逐渐减少,共晶碳化物逐渐趋向(Fe,Cr)3C网状结构。
从附Fe-C-Cr三元合金平衡相<2>上看,高铬铸铁的成分范围在K3区,而中铬白口铸铁的成分范围在K2区。两者的凝固过程有差异:对高铬白口铸铁,随着初生奥氏体的不断形核长大,液相成分沿液固面到达U1-U2线,随之沿着U1-U2线发生三元共晶反应:L=KFe+M7C3,液相成分沿U1-U2线箭头所示方向变化,并在四相包晶点U2前结束凝固过程。可见,高铬白口铸铁在平衡凝固条件下的碳化物形态为M7C3型。而中铬白口铸铁由于含Cr量不足,在凝固过程中共晶反应结束后凝固尚未结束,剩余液相在1183℃时将在U2点发生四相包晶反应L+M7C3=KFe+M3C。有关试验和研究明<3>,先析出的共晶M7C3被M3C所包覆,这对中铬白口铸铁的性能有极大的影响。
采用特殊铸造工艺用金属型或石墨型铸造铬系白口铸铁件采用金属型或石墨型铸造时,冷速较快,晶粒较细,组织也比较致密,还可以得到不同的基体。例如,用金属型铸造高铬白口铸铁磨球可以得到屈氏体基体;用石墨型铸造低铬白口铸铁磨球可以得到断网共晶碳化物,从而有效地提高其韧度。
采用定向凝固工艺低铬白口铸铁采用定向凝固工艺后其碳化物将定向排列。研究结果明,低铬白口铸铁中的(Fe,Cr)3C在不同晶向上有不同的硬度,碳化物纤维横截面上硬度(HV1425)明显高于纵截面上硬度(HV935),在软磨料磨损情况下,基体对定向排列的碳化物提供较好的保护,而突出于基体的碳化物又强烈地抵抗磨料的磨损,对基体起到很好的保护作用,其相对抗磨性可比砂型铸造工艺提高18%.
结束语综上所述,目前铬系白口铸铁的应用和研究不断发展,在提高强韧性,降低成本方面取得了显著成效。但我国在铬系白口铸铁的应用水平上与工业发达国家尚有一定的差距。今后,研究和应用良好的处理和生产工艺,稳定强韧化处理效果和降低处理成本将是提高铬系白口铸铁应用水平的主要方向。