[科普中国]-镍硬白口铸铁

镍硬白口铸铁又名中镍马氏体铸铁。以镍为主要合金元素，铸态组织为马氏体，具有高硬度、耐磨性好的抗磨材料。

化学成分化学成分大致为Ni4%-6%，C～3%，常加入～2%Cr阻止石墨化。缓冷或空冷时组织是由大量共晶渗碳体、马氏体及残余奥氏体组成。常进行低温回火或深冷处理以消除残余奥氏体。硬度高HV～750，耐磨性好。在磨料磨损条件下比珠光体型自口铸铁的使用寿命大2-4倍，但不如高铬铸铁。一般用于承受小冲击的耐磨零件，如煤粉粉碎锤，溜槽衬板，焦炭分级板，铅锌矿石粉碎轧辊等。1

镍的作用镍硬白口铸铁是在普通低合金白口铸铁基础上发展起来的，大量研究发现，镍对铸铁组织的作用主要表现在以下方面：

1)镍是石墨化元素，在共晶转变时促进铁液按稳定系转变。

2)镍扩大奥氏体区，增加奥氏体的稳定性。

3)镰提高铸铁的淬透性，对于合金铸铁有助于获得以马氏体为主的基体组织。

4)镍细化基体组织。

由于镍具有提高铸铁淬透性的作用，因此可以在含铬铸铁中加入镍以提高其淬透性，获得无珠光体，以马氏体为主要基体组织的白1：3铸铁。这种同时含有镍铬的铸铁习惯上称为镍硬白口铸铁。1

分类镍硬白口铸铁主要有两种：一种镍的质量分数为4%，铬的质量分数为2%左右，这种镍硬白口铸铁的金相组织由M3C型碳化物和马氏体与奥氏体的混合基体组成；另一种镍的质量分数为6%，铬的质量分数为9%左右，这种镍硬铸铁的碳化物主要是M7C3型。

在镍硬白口铸铁中，由于镍的作用，铸件在型内冷却的条件下即可获得以马氏体为主的基体组织。但是镍降低Ms点，镍含量过高会使基体组织中含有较多的奥氏体，使耐磨性下降。一般情况下，镍含量须根据铸件的壁厚以及热处理工艺来确定。铬起抑制石墨化的作用，并影响碳化物的类型和形貌。硅在铸铁的一次结晶中有助于石墨化，在随后的冷却过程中又影响淬透性，因此硅含量应尽量低。锰是稳定奥氏体的元素，其含量也要有所限制。2

特点镍硬白口铸铁的主要特点如下：

(1)铸造性能好由于合金元素总量低，所以镍硬白口铸铁熔炼容易，铸造性能好。

(2)热处理简便铸态下就能得到马氏体基体，不需要高温处理，这样就避免了因为加热温度过高而引起裂纹的危险，通常仅需要去应力退火和低温回火处理，使之得到脆性小的回火马氏体。

(3)耐磨性好与普通白口铸铁相比，具有更高的硬度、更好的淬透性和更优异的耐磨性。镍硬铸铁应用在工业生产的各种不同场合，无论是湿磨还是干磨，都证明具有良好的耐磨性。值得注意的是，由于镍资源短缺，价格昂贵，镍硬白口铸铁主要用于制造轧辊、衬板和磨辊等重要抗磨铸件，而磨球等普通铸件一般不用镍硬铸铁制造。2

本词条内容贡献者为:

曹慧慧 - 副教授 - 中国矿业大学