高鉻白口鑄鐵被譽(yù)為當(dāng)代最優(yōu)良的抗磨料磨損材料之一，廣泛用于造船、礦山、冶金、火力發(fā)電、水泥粉磨等行業(yè)中。一般工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的高鉻鑄鐵Cr含量為10%～30%，其微觀組織中碳化物以(Fe,Cr)7C3型為主，顯微硬度高達(dá)1500～1800HV，并且碳化物呈現(xiàn)斷續(xù)狀或棒條形態(tài)，因此具有優(yōu)良的抗磨性，但高鉻鑄鐵普遍存在韌性不足的缺點(diǎn)。熱處理是改善高鉻鑄鐵組織結(jié)構(gòu)的一種重要工藝，對(duì)改善高鉻鑄鐵材料的硬度、韌性和耐磨性均具有重要作用。集美大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院通過研究高鉻鑄鐵材料的組織與熱處理工藝條件之間的關(guān)系，獲取了泥漿泵葉片鑄鐵件的最佳熱處理工藝。他們的研究結(jié)果表明，高鉻白口鑄鐵(牌號(hào)為KmTBCr20Mo)的最佳熱處理工藝為1000℃×2h空冷淬火+250℃×2h回火，用該工藝熱外理葉片可獲得彌散分布的M7C3型碳化物+二次碳化物+回火馬氏體基體及少量殘留奧氏體組織。用作挖泥船泥漿泵葉片，其抗泥沙磨損能力提高了34.41%。

實(shí)驗(yàn)表明，奧氏體化溫度越高，殘留奧氏體量越多，馬氏體量越少。隨著奧氏體化溫度的升高，高鉻鑄鐵的硬度先升高再降低，在1000℃淬火時(shí)，試樣的宏觀硬度最高，為62.74HRC。這是因?yàn)槎翁蓟锍恋砦龀龅臏囟葲Q定了在奧氏體中溶解的碳含量和合金元素含量，進(jìn)而顯著地影響Ms點(diǎn)的溫度和淬火硬度。當(dāng)奧氏體化溫度較低時(shí)，析出的二次碳化物數(shù)量多、顆粒小、分布均勻，奧氏體中碳及合金元素含量少，空冷后馬氏體硬度較低;但是如果奧氏體化溫度過高，析出的二次碳化物數(shù)量少、顆粒大、分布不均勻，奧氏體中碳及合金元素含量多，奧氏體穩(wěn)定性高、Ms點(diǎn)降低，導(dǎo)致淬火后殘留奧氏體多、馬氏體少，硬度又會(huì)降低。

對(duì)1000℃保溫不同時(shí)間后淬火的試樣進(jìn)行硬度測(cè)試的結(jié)果表明，保溫2h后空冷的試樣硬度最高，為64.04HRC。如果保溫時(shí)間繼續(xù)延長(zhǎng)，隨著奧氏體晶粒長(zhǎng)大以及奧氏體中析出的二次碳化物的增多，材料硬度反而降低。

為了消除內(nèi)應(yīng)力和提高韌性，高鉻鑄鐵淬火后應(yīng)進(jìn)行回火。高鉻白口鑄鐵合金含量較高，回火穩(wěn)定性好，在250～500℃回火時(shí)不僅韌性有所提高，而且硬度下降不大。將上述1000℃保溫2h后空冷的高鉻鑄鐵試樣，分別在250℃和450℃進(jìn)行2h回火，發(fā)現(xiàn)250℃回火后碳化物組織呈細(xì)小的粒狀和塊狀，邊界圓鈍，彌散分布;而450℃回火后的碳化物組織條塊較大，部分碳化物呈放射狀分布。顯微硬度測(cè)試表明，250℃回火2h后基體的顯微硬度最高。熱處理后，試樣的硬度和沖擊性能比鑄態(tài)都有所提高，經(jīng)1000℃×2h淬火+250℃×2h回火工藝處理的試樣的沖擊值提高幅度十分顯著，沖擊吸收能量達(dá)到4.13J。