2024年4月12日发(作者：愚清晖)
第３６卷第２期
２０１３年４月
武汉科技大学学报
Ｖｏ１．３６。Ｎｏ．２
Ａｐｒ．２０１３
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｗｕｈａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
复合变质剂对高铬铸铁篦条组织的影响
朱雪珍，从善海，王黎明，罗 昊，胡 梅
（武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室湖北武汉，４３００８１）
摘要：通过金相显微镜和扫描电镜观察，研究Ｔｉ—Ｗ—Ｍｇ、Ｔｉ—Ｚｒ—Ｎｂ、Ｔｉ—ｚｒ＿Ｙ基重稀土３种复合变质剂对高铬
铸铁篦条组织的影响。结果表明，经变质处理后的篦条铸态组织中，其初生奥氏体被不同程度等轴化，共晶碳
化物被有效细化、圆整化、孤立化和弥散化；篦务韧性有不同程度的增强；３种复合变质剂对高铬铸铁篦条组
织的影响效果为：Ｔｉ—Ｗ—Ｍｇ最佳，Ｔｉ—Ｚｒ－Ｙ基重稀土次之，Ｔｉ—Ｚｒ—Ｎｂ最差。
关键词：复合变质剂；高铬铸铁篦条；共晶碳化物
中图分类号：ＴＧ１４３．３ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７４—３６４４（２０１２）０２—０１２６—０４
篦条作为烧结机台车上的主要易损件，其使
用寿命直接影响到烧结机的作业效率和生产成
本口 ］。我国自２０世纪８０年代末相继对耐热球
铁篦条和高铬铸铁篦条进行了开发研制口］，应用
其中；Ｗ粉、Ｚｒ粉粒度为２００目，Ｔｉ—Ｆｅ、Ｎｂ—Ｆｅ粒
度为１５０目，重Ｙ粒度为２～３ ｍｍ，Ｍｇ粒采用紫
铜包裹。变质对象为奥氏体型高铬铸铁篦条，其
化学成分（叫 ）为：１．８ ～２．２ Ｃ，２５ ～２８
Ｃｒ，０．８ ～１．２ Ｎｉ，１．５ ～１．８ Ｓｉ，０．７ ～
结果表明，高铬铸铁篦条具有良好的耐热性和抗
氧化性，但存在韧性差、易断裂缺陷。原因是组织
中存在着粗大、长条状共晶碳化物，这些呈网状分
１．０ Ｍｎ。在０．５ ｔ中频感应炉中熔炼。主要原
料为废钢、不锈钢块料、高碳铬铁、锰铁、硅铁；熔
炼温度为１５３０￣１５６０。Ｃ，熔清后加适量Ｓｉ—Ｃａ反
复造白渣脱氧、扒渣，出钢前加适量铝丝深度脱
布的碳化物破坏了基体的连续性。阴世河等 研
究了Ｍｇ变质剂对铬２６白口铁性能的影响，发现
Ｍｇ变质剂可以细化组织，改善碳化物形态。Ｚｈｉ
氧，采用冲包法加人变质剂（复合变质剂的加入量
为０．２ ｎＯ．３ ）。即在放人了变质剂的容量为
等Ｌ５ 研究了Ｎｂ对高铬铸铁中共晶碳化物的影
响，发现铌的加入可使碳化物颗粒趋于细化，大小
更加均匀。杨清等 研究发现钇基重稀土复合变
质剂具有较强改善高铬耐磨白口铁中碳化物形态
及分布的作用。
本文研究Ｔｉ—Ｗ—Ｍｇ、Ｔｉ—Ｚｒ—Ｎｂ、Ｔｉ—Ｚｒ—Ｙ基重
２０ ｋｇ的小钢包中冲人适量１４６０～１４８０。Ｃ的铁
水，移动小钢包浇铸篦条，冷至８００ ７００℃开箱，
空冷至室温。
将变质处理前后的篦条制备成金相试样，用
蔡司Ａｘｉｏｐｌａｎ２多功能金相显微镜对试样进行铸
态显微组织观察。将试样在室温下敲断，用ＦＥＩ
公司ＮＯＶＡ４００ Ｎａｎｏ ＳＥＭ场发射扫描电子显微
镜（ＦＥＳＥＭ）对试样断口进行形貌观察。
稀土（以下简称重Ｙ）３种复合变质剂对高铬铸铁
篦条组织的影响，得出了３种复合变质剂对高铬
铸铁篦条组织的影响效果。
１试验
３种复合变质剂主要化学成分如表１所示。
表１ 复合变质剂主要化学成分
Ｔａｂｌｅ １ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｏｒ
２结果与讨论
篦条铸态显微组织如图１所示。从图１中可
看出：未经变质处理的篦条铸态显微组织中，初生
奥氏体呈树枝状分布，多为柱状晶；共晶体充满奥
氏体枝晶间隙，其中共晶碳化物发达，呈长条状或
大块状分布（见图１（ａ））。经Ｔｉ—Ｗ—Ｍｇ变质处理
的篦条铸态显微组织中，初生奥氏体呈近等轴晶
分布，９５ 的共晶碳化物由原长条状、大块状向球
变质剂编号 化学元素
Ｔｉ—Ｆｅ、Ｗ、Ｍｇ
Ｔｉ—Ｆｅ、Ｚｒ、Ｎｂ—Ｆｅ
Ｔｉ—Ｆｅ、Ｚｒ、重Ｙ
收稿日期：２０１２—０９—２１
作者简介：￣（１９８８一），女，武汉科技大学硕士生．Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈｕｘｕｅｚｈｅｎ２０１２＠１２６・ｃｏｒｎ
通讯作者：从善海（１９５５一），男，武汉科技大学教授．Ｅ—ｍａｉｌ：ｃｏｎｇｓｈａｎｈａｉ＠１２６・ｃｏｒｎ
２０１３年第２期 朱雪珍。等：复合变质剂对高铬铸铁篦条组织的影响
钢铁学院学报，１９８２（７）：１９—２１．
１２９
中初生奥氏体非均质形核的影响［Ｊ］．中国稀土学
报．１９８８，６（４）：４５—４８．
［１２］张宇彤，王丽萍．ＲＥ对高铬铸铁变质效果的研究
［Ｊ］．哈尔滨理工大学学报，２００５，１０（３）：７－１０．
［¨］高瑞珍，陈小光．稀土对铸铁性能的影响［Ｊ］．北京
Ｅｆｆｅｃｔ ０ｆ ｔｈｒｅｅ ｃｏｍｐｏｕｎｄ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｏｒｓ ｏｎ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
ｏｆ ｈｉｇｈ ｃｈｒｏｍｉｕｍ ｃａｓｔ ｉｒｏｎ ｇｒａｔｅ ｂａｒｓ
Ｚｈｕ Ｘｕｅｚｈｅｎ，Ｃｏｎｇ Ｓｈａｎｈａｉ，Ｗａｎｇ Ｌｉｍｉｎｇ，Ｌｕｏ Ｈａｏ，Ｈｕ Ｍｅｉ
（Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｆｅｒｒｏｕｓ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ ａｎｄ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ，
Ｗｕｈａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ ４３００８１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｔｈｒｅｅ ｃｏｍｐｏｕｎｄ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｏｒｓ，Ｔｉ—Ｗ—Ｍｇ，Ｔｉ—Ｚｒ—Ｎｂ ａｎｄ Ｔｉ—Ｚｒ—Ｙ ｂａｓｅ ｈｅａｖｙ
ｒａｒｅ ｅａｒｔｈ，ｏｎ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｈｉｇｈ ｃｈｒｏｍｉｕｍ ｃａｓｔ ｉｒｏｎ ｇｒａｔｅ ｂａｒ ｗａｓ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ｂｙ ｍｅａｎｓ ｏｆ ｍｕｌｔｉ—
ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｍｅｔａｌｌｏｇｒａｐｈｉｃ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ ａｎｄ ＳＥＭ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｐｒｉｍａｒｙ ａｕｓｔｅｎｉｔｅ ｉｎ ｔｈｅ ｇｒａｔｅ
ｂａｒ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｉｓ ｅｑｕｉａｘｅｄ ｉｎ ｖａｒｙｉｎｇ ｄｅｇｒｅｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｅｕｔｅｃｔｉｃ ｃａｒｂｉｄｅ ｉｎ
ｔｈｅ ｇｒａｔｅ ｂａｒ ａｒｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｉｍｐｒｏｖｅｄ，ｔｈｕｓ ｅｎｈａｎｃｉｎｇ ｔｈｅ ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｇｒａｔｅ ｂａｒ．Ｉｔ ｉｓ ａｌｓｏ ｆｏｕｎｄ
ｔｈａｔ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ｔｉ—Ｗ—Ｍｇ ｃｏｍｐｏｕｎｄ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｏｒ ｉｓ ｔｈｅ ｂｅｓｔ，ｆｏｌｌｏｗｅｄ ｂｙ Ｔｉ—Ｚｒ—Ｙ，ｗｈｉｌｅ ｔｈａｔ ｏｆ Ｔｉ—
Ｚｒ—Ｎｂ ｉｓ ｔｈｅ ｐｏｏｒｅｓｔ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｏｍｐｏｕｎｄ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｏｒ；ｈｉｇｈ ｃｈｒｏｍｉｕｍ ｃａｓｔ ｉｒｏｎ ｇｒａｔｅ ｂａｒ；ｅｕｔｅｃｔｉｃ ｃａｒｂｉｄｅ
［责任编辑彭金旺］
2024年4月12日发(作者：愚清晖)
第３６卷第２期
２０１３年４月
武汉科技大学学报
Ｖｏ１．３６。Ｎｏ．２
Ａｐｒ．２０１３
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｗｕｈａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
复合变质剂对高铬铸铁篦条组织的影响
朱雪珍，从善海，王黎明，罗 昊，胡 梅
（武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室湖北武汉，４３００８１）
摘要：通过金相显微镜和扫描电镜观察，研究Ｔｉ—Ｗ—Ｍｇ、Ｔｉ—Ｚｒ—Ｎｂ、Ｔｉ—ｚｒ＿Ｙ基重稀土３种复合变质剂对高铬
铸铁篦条组织的影响。结果表明，经变质处理后的篦条铸态组织中，其初生奥氏体被不同程度等轴化，共晶碳
化物被有效细化、圆整化、孤立化和弥散化；篦务韧性有不同程度的增强；３种复合变质剂对高铬铸铁篦条组
织的影响效果为：Ｔｉ—Ｗ—Ｍｇ最佳，Ｔｉ—Ｚｒ－Ｙ基重稀土次之，Ｔｉ—Ｚｒ—Ｎｂ最差。
关键词：复合变质剂；高铬铸铁篦条；共晶碳化物
中图分类号：ＴＧ１４３．３ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７４—３６４４（２０１２）０２—０１２６—０４
篦条作为烧结机台车上的主要易损件，其使
用寿命直接影响到烧结机的作业效率和生产成
本口 ］。我国自２０世纪８０年代末相继对耐热球
铁篦条和高铬铸铁篦条进行了开发研制口］，应用
其中；Ｗ粉、Ｚｒ粉粒度为２００目，Ｔｉ—Ｆｅ、Ｎｂ—Ｆｅ粒
度为１５０目，重Ｙ粒度为２～３ ｍｍ，Ｍｇ粒采用紫
铜包裹。变质对象为奥氏体型高铬铸铁篦条，其
化学成分（叫 ）为：１．８ ～２．２ Ｃ，２５ ～２８
Ｃｒ，０．８ ～１．２ Ｎｉ，１．５ ～１．８ Ｓｉ，０．７ ～
结果表明，高铬铸铁篦条具有良好的耐热性和抗
氧化性，但存在韧性差、易断裂缺陷。原因是组织
中存在着粗大、长条状共晶碳化物，这些呈网状分
１．０ Ｍｎ。在０．５ ｔ中频感应炉中熔炼。主要原
料为废钢、不锈钢块料、高碳铬铁、锰铁、硅铁；熔
炼温度为１５３０￣１５６０。Ｃ，熔清后加适量Ｓｉ—Ｃａ反
复造白渣脱氧、扒渣，出钢前加适量铝丝深度脱
布的碳化物破坏了基体的连续性。阴世河等 研
究了Ｍｇ变质剂对铬２６白口铁性能的影响，发现
Ｍｇ变质剂可以细化组织，改善碳化物形态。Ｚｈｉ
氧，采用冲包法加人变质剂（复合变质剂的加入量
为０．２ ｎＯ．３ ）。即在放人了变质剂的容量为
等Ｌ５ 研究了Ｎｂ对高铬铸铁中共晶碳化物的影
响，发现铌的加入可使碳化物颗粒趋于细化，大小
更加均匀。杨清等 研究发现钇基重稀土复合变
质剂具有较强改善高铬耐磨白口铁中碳化物形态
及分布的作用。
本文研究Ｔｉ—Ｗ—Ｍｇ、Ｔｉ—Ｚｒ—Ｎｂ、Ｔｉ—Ｚｒ—Ｙ基重
２０ ｋｇ的小钢包中冲人适量１４６０～１４８０。Ｃ的铁
水，移动小钢包浇铸篦条，冷至８００ ７００℃开箱，
空冷至室温。
将变质处理前后的篦条制备成金相试样，用
蔡司Ａｘｉｏｐｌａｎ２多功能金相显微镜对试样进行铸
态显微组织观察。将试样在室温下敲断，用ＦＥＩ
公司ＮＯＶＡ４００ Ｎａｎｏ ＳＥＭ场发射扫描电子显微
镜（ＦＥＳＥＭ）对试样断口进行形貌观察。
稀土（以下简称重Ｙ）３种复合变质剂对高铬铸铁
篦条组织的影响，得出了３种复合变质剂对高铬
铸铁篦条组织的影响效果。
１试验
３种复合变质剂主要化学成分如表１所示。
表１ 复合变质剂主要化学成分
Ｔａｂｌｅ １ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｏｒ
２结果与讨论
篦条铸态显微组织如图１所示。从图１中可
看出：未经变质处理的篦条铸态显微组织中，初生
奥氏体呈树枝状分布，多为柱状晶；共晶体充满奥
氏体枝晶间隙，其中共晶碳化物发达，呈长条状或
大块状分布（见图１（ａ））。经Ｔｉ—Ｗ—Ｍｇ变质处理
的篦条铸态显微组织中，初生奥氏体呈近等轴晶
分布，９５ 的共晶碳化物由原长条状、大块状向球
变质剂编号 化学元素
Ｔｉ—Ｆｅ、Ｗ、Ｍｇ
Ｔｉ—Ｆｅ、Ｚｒ、Ｎｂ—Ｆｅ
Ｔｉ—Ｆｅ、Ｚｒ、重Ｙ
收稿日期：２０１２—０９—２１
作者简介：￣（１９８８一），女，武汉科技大学硕士生．Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈｕｘｕｅｚｈｅｎ２０１２＠１２６・ｃｏｒｎ
通讯作者：从善海（１９５５一），男，武汉科技大学教授．Ｅ—ｍａｉｌ：ｃｏｎｇｓｈａｎｈａｉ＠１２６・ｃｏｒｎ
２０１３年第２期 朱雪珍。等：复合变质剂对高铬铸铁篦条组织的影响
钢铁学院学报，１９８２（７）：１９—２１．
１２９
中初生奥氏体非均质形核的影响［Ｊ］．中国稀土学
报．１９８８，６（４）：４５—４８．
［１２］张宇彤，王丽萍．ＲＥ对高铬铸铁变质效果的研究
［Ｊ］．哈尔滨理工大学学报，２００５，１０（３）：７－１０．
［¨］高瑞珍，陈小光．稀土对铸铁性能的影响［Ｊ］．北京
Ｅｆｆｅｃｔ ０ｆ ｔｈｒｅｅ ｃｏｍｐｏｕｎｄ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｏｒｓ ｏｎ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
ｏｆ ｈｉｇｈ ｃｈｒｏｍｉｕｍ ｃａｓｔ ｉｒｏｎ ｇｒａｔｅ ｂａｒｓ
Ｚｈｕ Ｘｕｅｚｈｅｎ，Ｃｏｎｇ Ｓｈａｎｈａｉ，Ｗａｎｇ Ｌｉｍｉｎｇ，Ｌｕｏ Ｈａｏ，Ｈｕ Ｍｅｉ
（Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｆｅｒｒｏｕｓ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ ａｎｄ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ，
Ｗｕｈａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ ４３００８１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｔｈｒｅｅ ｃｏｍｐｏｕｎｄ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｏｒｓ，Ｔｉ—Ｗ—Ｍｇ，Ｔｉ—Ｚｒ—Ｎｂ ａｎｄ Ｔｉ—Ｚｒ—Ｙ ｂａｓｅ ｈｅａｖｙ
ｒａｒｅ ｅａｒｔｈ，ｏｎ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｈｉｇｈ ｃｈｒｏｍｉｕｍ ｃａｓｔ ｉｒｏｎ ｇｒａｔｅ ｂａｒ ｗａｓ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ｂｙ ｍｅａｎｓ ｏｆ ｍｕｌｔｉ—
ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｍｅｔａｌｌｏｇｒａｐｈｉｃ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ ａｎｄ ＳＥＭ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｐｒｉｍａｒｙ ａｕｓｔｅｎｉｔｅ ｉｎ ｔｈｅ ｇｒａｔｅ
ｂａｒ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｉｓ ｅｑｕｉａｘｅｄ ｉｎ ｖａｒｙｉｎｇ ｄｅｇｒｅｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｅｕｔｅｃｔｉｃ ｃａｒｂｉｄｅ ｉｎ
ｔｈｅ ｇｒａｔｅ ｂａｒ ａｒｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｉｍｐｒｏｖｅｄ，ｔｈｕｓ ｅｎｈａｎｃｉｎｇ ｔｈｅ ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｇｒａｔｅ ｂａｒ．Ｉｔ ｉｓ ａｌｓｏ ｆｏｕｎｄ
ｔｈａｔ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ｔｉ—Ｗ—Ｍｇ ｃｏｍｐｏｕｎｄ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｏｒ ｉｓ ｔｈｅ ｂｅｓｔ，ｆｏｌｌｏｗｅｄ ｂｙ Ｔｉ—Ｚｒ—Ｙ，ｗｈｉｌｅ ｔｈａｔ ｏｆ Ｔｉ—
Ｚｒ—Ｎｂ ｉｓ ｔｈｅ ｐｏｏｒｅｓｔ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｏｍｐｏｕｎｄ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｏｒ；ｈｉｇｈ ｃｈｒｏｍｉｕｍ ｃａｓｔ ｉｒｏｎ ｇｒａｔｅ ｂａｒ；ｅｕｔｅｃｔｉｃ ｃａｒｂｉｄｅ
［责任编辑彭金旺］