河南紅星 在理論指導(dǎo)結(jié)合長期的生產(chǎn)試驗中所得出的經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，針對分級機襯鐵設(shè)計了一種新型鉻錳鎢抗磨白口鑄鐵，并通過試驗詳細(xì)的研究了材料的微觀組織。在試驗的基礎(chǔ)上，利用余氏理論計算出了基體組織的價電子結(jié)構(gòu)。紅星 從價電子結(jié)構(gòu)角度，并結(jié)合試驗中所得出的各種結(jié)果，探討了新型鉻錳鎢抗磨鑄鐵材料的微觀組織與宏觀性能之間的內(nèi)在聯(lián)系。我們所完成的主要工作及所得結(jié)論如下：

1.在高鉻鑄鐵的基礎(chǔ)上，結(jié)合長期的生產(chǎn)實踐所總結(jié)出來的經(jīng)驗，針對螺旋分級機襯鐵的工作要求，設(shè)計了一組新型鉻錳鎢抗磨白口鑄鐵。

2.利用光學(xué)顯微鏡、顯微硬度計、掃描電鏡、X射線衍射分析儀及能譜分析等試驗儀器及手段，觀察了材料的金相組織形貌，測定了材料各相的顯微硬度，并結(jié)合X射線衍射譜線所分析的結(jié)果，確定了各組成相的結(jié)構(gòu)類型，碳化物主要為M7C3型，固溶體組織為馬氏體，殘余奧氏體含量在15%左右，處于一個理想的范圍。并在掃描電鏡中利用能譜分析，測定了材料的微區(qū)成分，確定了各合金元素在碳化物中及混合基體組織中的含量。

3.結(jié)合微區(qū)成分測定結(jié)果，分析了各合金元素的分布規(guī)律，Cr元素主要存在于碳化物中，Mn元素在共晶碳化物及混合基體中的含量大致相同，W元素則主要分布于混合基體組織中。從成分分析中發(fā)現(xiàn)，隨著Mn含量的提高，Cr在碳化物中的含量有所下降，而更多的Cr固溶于馬氏體當(dāng)中，從而說明，Mn在一定程度上可以取代Cr元素形成碳化物，使更多的Cr固溶于馬氏體組織中，提高材料的淬透性。這為以后繼續(xù)設(shè)計含Mn的合金抗磨鑄鐵或抗磨鑄鋼等材料提供了新的思路。

4.結(jié)合試驗得出的有關(guān)結(jié)果，應(yīng)用“固體與分子經(jīng)驗電子理論”計算出了本材料基體組織中馬氏體的合金價電子結(jié)構(gòu)。結(jié)合價電子結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，分析了材料微觀參數(shù)與宏觀性能的內(nèi)在聯(lián)系，分析結(jié)果顯示，合金元素的加入強化了馬氏體。在改善馬氏體韌性方面W的作用很小。通過分析也發(fā)現(xiàn)，多元合金的鍵合能更強，從而多元合金的強化作用優(yōu)于單一合金。這為研發(fā)性能更好的合金抗磨鑄鐵及合金耐磨鑄鋼材料提供了理論指導(dǎo)。

5.對材料的力學(xué)性能進(jìn)行了測試，綜合的分析了材料的微觀組織與材料力學(xué)性能之間的聯(lián)系。并將材料澆鑄成抗磨件進(jìn)行了生產(chǎn)試驗，試驗證明材料的抗磨性能優(yōu)良。

此外，通過一段時間的理論和試驗研究，紅星 認(rèn)為在以下方面還有待于更深入的探討：

1.進(jìn)一步調(diào)整合金元素含量，系統(tǒng)的研究各合金元素的合適含量范圍與作用機理，尤其是Mn元素的作用。由于Mn元素價格低廉，所以充分發(fā)揮它對抗磨鑄鐵的強化作用，是一件非常有意義的工作。

2.從價電子結(jié)構(gòu)出發(fā)，研究抗磨鑄鐵材料各相的價電子結(jié)構(gòu)與結(jié)晶動力學(xué)的關(guān)系，探討合金元素含量與材料的金相組織的關(guān)系。

3.建立抗磨件工作過程的力學(xué)模型，為今后的新型抗磨鋼鐵材料的開發(fā)提供理論基礎(chǔ)。

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