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常用的耐热材料主要有耐热钢和耐热铸铁。耐热钢的耐热性较好，力学性能较高，但成本较高。耐热铸铁具有一定的力学性能，成本相对较低，但耐热性不如耐热钢。本文以铬含量为20%的高铬铸铁为研究对象，采用加入稀土、硅的方法，研究对高铬耐热铸铁的影响。通过光学显镜，研究稀土、硅对高铬白口铸铁组织的影响。对不同成分的高铬铸铁进行高温氧化实验，计算其氧化速率，分析氧化膜的组成。并对不同成分的试样进行耐磨性、热疲劳、硬度测试。研究结果表明： 稀土含量由0增加到0.60%，高铬铸铁奥氏体由树枝晶向柱状晶和等轴晶转变，碳化物由连续的网状趋于块状和条状发展；高铬铸铁氧化速率从5.566mg·cm-2·h-1降到3.276mg·cm-2·h-1；磨损量由0.1521g降为0.1485g；高铬铸铁铸态硬度从45.2HRC增加到49.9HRC；将添加稀土的高铬耐热铸铁，在1100℃下进行热疲劳实验，试样进行40次反复加热、冷却，均未出现裂纹。在铸铁中，碳能以化合态的渗碳体和游离状态的石墨两种形式存在，游离状态的石墨容易形成片状结构。这是由于石墨的晶格为简单六方晶格，基面中的原子间距142nm，原子间结合力较强；而两基面间的面间距340nm，因基面间距较大，原子间结合力较弱，故结晶时易形成片状结构，且强度、塑性和韧性极低，接近于零，硬度仅为3HBS。另外，在碳原子的四个价电子中，只有一个价电子参加到电子气中去，这便是石墨具有某些不太明显的金属性能(如导电性)的原因。 铸铁型材具有组织均匀致密；耐压气密性好；减磨性能强；表面质量光洁；尺寸精度高：加工余量小；硬度分布均匀；抗拉伸强度高,无缩松,气孔,夹渣,砂眼等缺陷,机械性能优越,其中为显著的特点是具有度和高韧性相结合以及优良的抗疲劳性能。 空心铸铁型材及水平连铸装置，在相应领域内替代砂型铸件，这种空心铸铁型材的截面中部有通孔，截面轮廓形状为圆形、矩形、多边形。上述空心铸铁型材的水平连铸装置，其基本结构包括保温炉、设置于炉口处的外结晶器、牵引设备组成，其特征在于在保温炉内与外结晶器对应位置设置内结晶器。所述的内结晶器固定保温炉下部的外壁上。本实用新型采用的技术方案，与砂型铸造相比，表现在机械性能提高，切削性能提高，表面光洁，加工余量小，可直接加工成阀体、齿轮泵外壳，液压导向套等，比实心型材的再加工提高了工效。空心铸铁型材生产，基本有三种方式，种采用垂直下拉的间歇式连铸铁管生产装置，该装置因生产的型材致密性差已被淘汰；第二种采用水平连铸加内结晶器的生产装置生产空心铸铁型材， 前面我们已讨论过化合态的渗碳体，它若加热到高温，便会分解为铁和碳(Fe2C→3Fe。所以化合态的渗碳体只是一种亚稳定相，而游离态的石墨则是一种稳定相。硅含量低于2.5%时，高铬铸铁奥氏体枝晶较多，共晶碳化物的连续程度较高，以网状或条状存在。硅含量大于2.5%时，奥氏体枝晶减少，共晶碳化物显著的细化，以细小的块状和粒状形式存在，分布均匀；随着硅含量的增加，氧化速率先下降后上升，硅含量在2.0%时，低为2.825mg·cm-2·h-1；随着含硅量的增加，磨损量呈降低趋势，小值为0.1468g；硅含量从1.5%增加到3.5%，高铬铸铁铸态硬度从49.3HRC增加到52.5HRC；将添加硅的高铬耐热铸铁，在1100℃下进行热疲劳实验，试样进行40次反复加热、冷却，均未出现裂纹。
球墨铸铁型材厚大部位在特定情况下易产生一种条带状灰斑缺陷,该缺陷会显著降低材料的硬度.通过扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)等方法对异常灰斑的金相组织和区成分进行了分析.结果 表明:低于4.3％的碳当量、成分偏析和厚大且相对封闭的铸铁型材结构是形成这一缺陷的主要原因.在这些条件下易形成缓冷枝晶,Si元素在缓慢冷却的奥氏体支晶内部偏析并富集,促进形成铁素体;而Mn元素和Cu元素在枝晶附近及外部偏析并富集,促进珠光体形成.两种基体组织的硬度差使加工后出现很大的色差,形成宏观的灰斑形貌. 球墨铸铁由于其力学性能优良，成本低廉，在生产上得到了广泛的应用，目前在主要工业机械构件中均得到广泛应用。这些机械构件被主要应用于一些受力复杂，强度、韧性、耐磨性要求高的零件中，如柴油机、汽车及拖拉机的曲轴、凸轮轴、汽缸盖、中压阀门，汽车及拖拉机的某些齿轮以及农机、农具等零件，这就要求它们有高的强度、塑性、韧性、耐磨性、耐机械冲击、耐高温或低温、耐腐蚀性以及良好的尺寸稳定性等。
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