石墨钢是超高碳过共析钢,经过适当的热处理,一部分碳以石墨形态析出。这种钢主要依靠石墨起润滑作用,是一种耐摩擦磨损的材料。根据碳含量的不同,可以有各种石墨钢牌号,其成分范围为:1.3%~2.0%碳;1.1%~1.5%硅;0.4%~0.8%锰;0.4%~1.5%镍;0.4%~1.5%铬;0.2%~0.6%钼。
其化学成分根据用途不同可在一定范围内变动,一般含有1.2~1.6%碳,0.5~1.5%硅,0.3~ 0.4%锰。铸态组织为粗大珠光体和分布于晶界的 二次渗碳体。经过热处理后变为马氏体、珠光体或铁素体基体和点状石墨的混合组织。
石墨钢兼有钢和铸铁的性能,具有一定的强度、良好的耐磨性和减震性,切削加工性好,缺口敏感性小。在磨粒磨损条件下,其耐磨性优于高锰钢,成本亦较低,主要用 作球磨机衬板和滚球、锻模、冷冲模、拉丝模和喷 砂嘴等。
石墨钢轧辊的制造应考虑到合金成分、孕育剂和热处理等。
(1)合金成分。提高含碳量,增加了组织中碳化物数量,可使硬度和耐磨性提高。但韧性和抗弯强度降低。另外为调整游离石墨的数量,可减少硅和提高铬含量。
(2)孕育剂。为使在铸态能有石墨析出,可在钢水中加入孕育剂。常用孕育剂有稀土、稀土镁、硅铁、硅钙合金等。
(3)热处理。为提高石墨钢轧辊的性能和进一步使碳化物石墨化,在制造过程中应进行热处理。常用热处理工艺为920~950℃正火和700~750℃回火。也可增加一次1100~1150℃的扩散退火以改善碳化物的形状。
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