微量Cr對(duì)灰口鑄鐵件銹蝕的延緩作用

摘 要：在灰口鑄鐵中加入微量Cr元素可提高其抗銹蝕性能。結(jié)果表明：加入微量Cr元素后，其銹蝕時(shí)間可由原來的5天延緩到60天，而且不影響鑄件的機(jī)械性能要求及其它技術(shù)要求的化學(xué)元素。

關(guān)鍵詞：灰口鑄鐵；銹蝕；鉻

中圖分類號(hào)：TG25 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

某公司市場營銷部的質(zhì)量信息反饋：在煙廠發(fā)現(xiàn)灰口鑄鐵件在短期內(nèi)有銹蝕現(xiàn)象，同時(shí)，在公司成品庫和零件機(jī)加過程中發(fā)現(xiàn)灰口鑄鐵零件也存在銹蝕問題，如圖1所示。根據(jù)調(diào)查結(jié)果，灰口鑄鐵件短期銹蝕率高達(dá)90%。如何改善灰口鑄鐵件的抗銹蝕性能，已成為公司的重點(diǎn)。

1 灰口鑄鐵件的銹蝕時(shí)間試驗(yàn)

公司做了三塊長100mm、寬50mm、厚度25mm的長方形樣塊，澆注了兩批次六組（每組3塊）的試樣，將表面加工后，在不同的條件下進(jìn)行比對(duì)，結(jié)果見表1。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，灰口鑄鐵件延緩銹蝕最長的時(shí)間是5天，遠(yuǎn)達(dá)不到使用要求。

2 灰口鑄鐵件中加入微量Cr元素后的性能試驗(yàn)

經(jīng)查詢有關(guān)資料我們發(fā)現(xiàn)灰口鑄鐵添加鉻元素，能夠提高灰口鑄鐵件防銹性能，經(jīng)過初步試驗(yàn)，我們將沒有加鉻的試棒與加鉻的試棒加工后放在一起存放，發(fā)現(xiàn)加鉻的試棒表面光亮，并且存放時(shí)間較長，取得了一定的效果，下一步將繼續(xù)調(diào)整鉻的準(zhǔn)確加入量。

2.1加Cr元素后對(duì)鑄件機(jī)械性能的影響實(shí)驗(yàn)

進(jìn)行了五組添加合金與未添加合金的試驗(yàn)對(duì)比，進(jìn)行了灰口鑄鐵的金相檢驗(yàn)、硬度和抗拉強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)工作，其數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)見表2。

通過上表得出兩種試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比都符合鑄鐵件機(jī)械性能要求，因此加入提高強(qiáng)度和防銹蝕合金不影響技術(shù)要求。

2.2加Cr元素后對(duì)鑄件化學(xué)元素的影響實(shí)驗(yàn)

進(jìn)行了五組添加合金與未添加合金的試驗(yàn)對(duì)比，進(jìn)行了灰口鑄鐵的化學(xué)元素實(shí)驗(yàn)工作，其數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)見表3。

通過以上化學(xué)分析報(bào)告對(duì)比得出，灰口鑄鐵件加入提高強(qiáng)度和防銹蝕材料不影響其它原來技術(shù)要求的化學(xué)元素。

2.3加Cr元素后對(duì)鑄件抗銹蝕性能的影響實(shí)驗(yàn)

為了驗(yàn)證在灰口鑄鐵中加Cr元素對(duì)鑄件抗蝕性能的影響，同時(shí)找到最佳配比，我們進(jìn)行了五組添加合金與未添加合金的試驗(yàn)對(duì)比，在室內(nèi)進(jìn)行了灰口鑄鐵的銹蝕實(shí)驗(yàn)工作，其數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)見表4。

通過以上實(shí)驗(yàn)對(duì)比可以看出，第四組中灰口鑄鐵件，按0.1-1.2%加入微量Cr元素，最高可延緩其銹蝕時(shí)間到62天，試件存放62天后銹蝕情況如圖2所示。

結(jié)語

經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，我們最終確定了合金終含量（銅）按不超過0.2-1.2%加入；鉻在0.1-1.2%之間加入，鐵水的含碳量控制在C=3.30（%）-3.37（%）之間，含硅量控制在Si=1.70（%）-2.0（%）之間，此時(shí)鑄件的抗拉強(qiáng)度仍可達(dá)到250N/mm2以上，同時(shí)鐵水的流動(dòng)性好，鑄件的各項(xiàng)性能指標(biāo)都表現(xiàn)良好。當(dāng)鐵水保持高碳當(dāng)量時(shí)，應(yīng)有較高的碳量、較低的硅量，這樣在添加合金后能獲得最好的強(qiáng)度和斷面均勻性并起到防止硅增加鐵素體、粗化珠光體、中和合金元素的作用。

在機(jī)械加工時(shí)，發(fā)現(xiàn)加入Cr元素的鑄件內(nèi)部縮松現(xiàn)象也不見了，三角試片白口寬度降至4毫米以下，而鑄件硬度仍可保持在HB=180左右，鑄件薄壁處未出現(xiàn)“白口”現(xiàn)象，通過這樣不斷反復(fù)調(diào)整，終于生產(chǎn)出合格的鑄件。經(jīng)過兩種試棒存放時(shí)間相比較，加鉻試棒比未加鉻試棒的防銹蝕時(shí)間明顯延長，達(dá)到了預(yù)期的效果。

參考文獻(xiàn)

[1]鑄造手冊(cè)（鑄鐵）中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)鑄造分會(huì)編.