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碳、鉻兩元素是決定高鉻鑄鐵組織、性能的主要元素。但是單純依靠兩種元素還不能使高鉻鑄鐵完全達到對高質(zhì)量抗磨鑄鐵鑄件的性能要求。經(jīng)過多年研究及生產(chǎn)實踐，已經(jīng)確認了其中多種元素的有效性。高鉻鑄鐵中常用的合金元素有：鉬、硅、錳、銅、鎳、釩、鈮等。

在高鉻鑄鐵中加鉬可提高γ-Fe向α-Fe轉(zhuǎn)變時的形核功，降低轉(zhuǎn)變時晶格重組速度，使轉(zhuǎn)變孕育期加長，降低奧氏體臨界冷卻速率，使基體組織的淬透性提高。

在碳量相同的情況下，增加合金元素（除鈷和鋁）一般都會降低Ms。但是，高鉻鑄鐵加鉬能夠有效地提高Ms溫度，減少室溫組織中的殘余奧氏體量。這是因為固溶于γ-Fe中的鉬能顯著降低γ-Fe含碳量，碳含量降低對Ms的影響遠大于鉬降低Ms的影響，因而鉬能有效提高Ms溫度，因此認為鉬是有效提高高鉻鑄鐵硬化性元素。冷卻緩慢的厚壁高鉻耐磨鑄鐵件，加鉬1%-2%就能使淬火后產(chǎn)生足夠的馬氏體組織，獲得較高的淬火硬度。

鉬在高鉻鑄鐵中主要以三種方式存在：

①與碳結(jié)合形成鉬碳化合物。加入高鉻鑄鐵的 鉬約有50%消耗于直接與碳化合形成的以Mo2C為主的碳化物。Mo2C是含鉬高鉻鑄鐵中主要的碳鉬化合物。這種碳化物的硬度高于Cr7C3。Mo2C呈細小點狀，多以α+Mo2C共晶形態(tài)存在。在含鉻高的鐵水中，鉬也和碳形成（Mo、Fe）23C6，使鐵液中一部分碳原子固定在化合物中。鉬的碳化物都是能有效抵抗各種磨料侵蝕的硬質(zhì)相，它們的存在對提高高鉻鑄鐵耐磨性有利。

②溶入鉻碳化合物中。含鉬高鉻鑄鐵的鉻碳化合物中含有一些鉬元素。溶入碳化物的鉬使（Fe、Cr）7C3的硬度和強度都得到改善，相應改善了材料抗磨性能。

③固溶于奧氏體及其轉(zhuǎn)變產(chǎn)物。鉬以置換鉻原子方式固溶于奧氏體及其轉(zhuǎn)變產(chǎn)物。鉬強烈推遲奧氏體的珠光體轉(zhuǎn)變，使高鉻鑄鐵連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線向右推移，有效提高基體金屬的淬透性。

鉬在高鉻鑄鐵的加入量一般應根據(jù)含鉻量、鉻碳比和高鉻鑄鐵件厚度而定。如果含碳量高、鑄件較厚、鑄件冷卻較慢，則應加入較多的鉬。

硅:高鉻鑄鐵中的硅既是常存元素，也可視為合金元素。

常存硅元素在高鉻鑄鐵中的作用有以下兩方面：

①溶于固相中，對基體產(chǎn)生固溶強化作用。這種固溶強化作用強于錳、鎳、鉻、鎢、鉬、釩等。硅能顯著提高奧氏體及其轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的彈性極限、屈服強度、屈服比、疲勞強度。這些強度性質(zhì)的改善，有助于提高材料的抗磨能力。

②與鉻與錳相比，硅與氧有較大親和力。在熔煉過程中，硅有良好脫氧能力，能防止鐵水氧化。特別是它保護鐵水中含量很高的鉻元素，避免鉻過量氧化燒損。

①固溶于γ-Fe中的硅，能減少鉻和碳在γ-Fe中的溶解度。亞共晶高鉻鑄鐵中的碳化物含鉻量將會增加。

②硅降低富鉻奧氏體臨界冷卻速率，有利于提高高鉻鑄鐵的淬透性。

③硅提高高鉻鑄鐵的Ms點。就改變Ms的效果而言，硅的能力約為鉬的一倍，因而有助于增加馬氏體轉(zhuǎn)變量，減少鑄態(tài)或淬火后的高鉻鑄鐵中殘余奧氏體量。

④硅縮小高鉻鑄鐵共晶反應的溫度范圍，使共晶碳化物變得較為細小，分布變得較為彌散。

錳：錳是高鉻鑄鐵中的常存元素。高鉻鑄鐵中的錳既進入碳化物，也溶入奧氏體。錳對高鉻鑄鐵中鉻碳化合物的數(shù)量、結(jié)構(gòu)沒有顯著影響。

溶入奧氏體的錳，主要有下面幾個作用：

①擴大基體內(nèi)的γ-Fe相區(qū)，推遲珠光體轉(zhuǎn)變孕育期，提高高鉻鑄鐵的淬透性。但是沒有鉬和鎳的作用強烈。

②在高鉻鑄鐵凝固過程中，錳改變初生奧氏體析出溫度和凝固溫度范圍。含錳較高的先共晶奧氏體量增加，枝晶細化，相應地減小了共晶組織的尺寸。

③錳促進貝氏體轉(zhuǎn)變。調(diào)整高鉻鑄鐵的鉻碳比、硅錳比、控制合適的加錳量，并通過熱處理可以制造出具有奧氏體-貝氏體組織的高鉻鑄鐵。這種高鉻鑄鐵的綜合力學性能和抗磨能力都比較好。

④降低Ac3和Ms溫度。高鉻鑄鐵中的錳有穩(wěn)定奧氏體組織的作用。當高鉻鑄鐵中錳達到較高濃度時，其奧氏體基體可直接保留至室溫下。生產(chǎn)馬氏體高鉻鑄鐵時，鑄件淬火組織中可能出現(xiàn)較多殘留奧氏體。

高鉻鑄鐵中含有適量的錳元素，對于提高鑄件強韌性，改善淬硬性和耐磨性都是有益的。合理加錳量與鉻碳比和鑄件的厚度有關(guān)。