碳:碳為生成共晶碳化物(Cr·Fe)7C3的主要元素,共晶碳化物在耐磨性方面起著重要作用。碳含量決定碳化物的數量。選擇較高的碳含量,可獲得較多的高硬度碳化物。為提高耐磨性,碳的質量分數應控制在2.8~3.1%。
鉻:鉻含量決定碳化物的類型。為保證碳化物以M7C3為主,鉻含量必須大于12%,過低不能形成高硬度的(Cr·Fe)7C3型碳化物;過高則成本提高。因此鉻的質量分數為12~14%。
硅:硅的主要作用是提高Ms點,減少殘余奧氏體。一方面硅固溶于基體中,顯著降低淬透性。隨著硅含量增加,碳化物變得細小,硅溶于基體中使奧氏體含碳量降低;另一方面,硅又使奧氏體枝晶得到細化,碳化物變得細碎。而且硅含量增加,碳化物增加,硬度、耐磨性提高,但沖擊韌性降低。
生產鑄態(tài)高鉻屈氏體磨球,適當提高硅含量,對于硅溶于基體中促進屈氏體轉變的傾向,提高鑄鐵的抗腐蝕性有利,因此確定硅的質量分數為1.0~1.4%。
錳:錳是提高淬透性,擴大奧氏體區(qū)的一種有效元素。在高鉻鑄鐵中錳的作用:一是脫氧;二是強化基體和碳化物。含錳量過高,增加了奧氏體的穩(wěn)定型,降低了Ms點,不利于鑄態(tài)奧氏體轉變。但少量的錳對于屈氏體有細化作用。考慮脫氧和脫硫的需要,錳的質量分數應控制在0.6~0.9%。
硫、磷:硫、磷為有害元素,對高鉻鑄鐵的抗沖擊韌性危害極大,含量應越少越好。尤其在濕磨時,硫會加速金屬材料的腐蝕,進而加快腐蝕與磨損的交互作用,所以,硫的質量分數應控制在小于0.03%,磷的質量分數應控制在小于0.04%為宜。
微量合金元素:加入適量釩、鈦可以達到細化晶粒,阻止形成網狀碳化物的目的,控制量為V 0.15~0.3%,Ti 0.08~0.15%。因釩、鈦價格昂貴,可暫不加入,增加0.3%銅。