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高铬铸铁因其高硬度、高耐磨性以及较好的耐酸碱腐蚀等性能,在冶金、矿山、建材加工领域有相当广泛的应用。在使用过程中人们发现:腐蚀介质中,尤其是在强酸性介质中,高铬铸铁会发生明显的晶间腐蚀。随着腐蚀的加剧,基体对组织中共晶碳化物的支撑作用减弱,在浆料的冲刷作用下,碳化物会发生整体破碎或者断裂,这严重影响了其良好耐磨性的发挥。本文选取不同含Cr量的铬系白口铸铁,通过改变工艺条件来改变铸铁微观组织形貌及耐磨相分布,并深入探讨了工艺条件对基体组织及碳化物析出量、形态及分布的影响规律,同时应用这些规律来解释在腐蚀过程中呈现出的诸多特征。研究结果显示:对于含铬量分别为10%,12%,15%,18%,23%,28%的共晶白口铸铁系列,随着冷却条件的改变,同种含铬量的试样凝固组织会呈现出显著变化,尤其是组织中碳化物的尺寸形貌及分布等变化更为突出,进而影响试样在腐蚀实验中的测试结果。上述铬含量的铸铁系列,砂型浇注(慢冷)出的试样,凝固组织中碳化物尺寸相比其他条件浇注(较快冷速)普遍偏大,且一般会呈板状,较低含铬量(10%)下还会出现少量间距较大的网状M3C碳化物,这些都会直接影响到其耐磨性及抗腐蚀性能。随着冷速的逐渐加快,凝固组织中的初生奥氏体的析出量会增加,相应的共晶组织的量会减少。通过不同放大倍数下对凝固组织的观察发现,相邻铬量不同冷速也可能得到类似的组织,即某铬含量的金属型试样组织与较低铬量的水冷试样类似,碳化物尺寸及分布都相当。这说明含铬量与冷却条件均在一定程度上对组织产生影响,且由铬量不同造成的耐腐蚀性差异在一定范围内也可通过对冷速的控制来减小。对于较低含铬量(10%、12%、15%)的铸铁,砂型(慢冷)试样的凝固组织中M7C3型碳化物呈板状和块状交叉分布,碳化物和共晶团尺寸相对较大;金属型(较快冷)试样组织中的碳化物则多以块状出现,菊花状共晶团数量增多;水冷(快冷)试样中碳化物尺寸减小,并且有趋于粒状的倾向,组织细小且碳化物分布比较均匀,耐腐蚀性也较好。较高含铬量(18%、23%、28%)的铸铁,组织差异与前述类似,但由于铬含量较高,耐腐蚀性差异有所不同。水冷(快冷)条件下,不仅使得奥氏体基体中固溶的碳量和铬量均增加,而且也使得碳化物的类型、尺寸、形态和分布更为理想,降低了奥氏体基体与相邻碳化物之间的电极电位,从整体上提高了其耐腐蚀性能。这说明当铬含量达到一定程度,由于基体组织的改变,其耐腐蚀性受碳化物参数的影响程度会减弱。不同冷却条件对铬系铸铁的耐腐蚀性产生影响的重要原因是对凝固过程中基体内铬元素分布产生作用。铬元素的含量不仅与表面氧化膜的结构和厚度有关,还在很大程度上决定了基体与碳化物的电极电位差。所以通过调整高铬铸铁的含铬量以及改变工艺条件都可以达到延缓工件腐蚀的目的,使得高铬铸铁件在腐蚀环境下也能发挥良好的耐磨性能。