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1、2.1 原材料及使用设备原材料： 高铬铸铁 江苏大丰 试验设备： 原子吸收分光光度计 北京普析通用仪器有限公司 热处理炉 武汉市汉口电炉责任有限公司 摆锤冲击试验机 深圳市新三思材料检测有限公司 砂轮机 江苏砂轮机厂 金相试样抛光机 上海金相机械设备有限公司 洛氏硬度计 山东掖县材料试验机厂 立式金相显微镜 南京江南光电股份有限公司2.2 原材料成分分析2.2.12.2.1 过硫酸铵过硫酸铵- -银盐氧化容量法测量铬的含量银盐氧化容量法测量铬的含量 2.2.1.1 试验原理 试样用硫磷硝混酸溶解，以硝酸银为催化剂将 3 价的铬氧化为 6 价，同时 锰也被氧化为高锰酸。加氧化钠除去高锰酸的干扰，
2、用过量的硫酸亚铁铵按标 准将 6 价的铬还原为 3 价，再以高锰酸钾标准溶液回滴过量的硫酸亚铁铵。根 据硫酸亚铁铵标准溶液的实际消耗量计算出铬含量。 2.2.1.2 试验采用的试剂 硫磷混酸：于 76ml 水中，缓慢加入硫酸（d=1.84）16ml，冷却，加入磷酸 （d=1.70）80ml； 硝酸溶液：（d=1.42） ；0.5%的硝酸银溶液； 25%的过硫酸铵溶液； 5%的氯化钠溶液； 0.005N 或 0.01N 的硫酸亚铁铵标准溶液； 0.005N 或 0.01N 的高锰酸钾标准溶液。 2.2.1.3 试验步骤 称取试样 0.1g，置于 250ml 锥形瓶中，加硫磷混酸 60ml，低温加
3、热溶解后， 滴加硝酸氨化，煮沸驱尽氮的氧化物，蒸发冒烟 0.5-1 分钟，稍冷。加热水约 70ml，温热使盐类溶解，过滤于 500ml 锥形瓶中。加热水至体积约 150ml，加 硝酸银溶液 5ml，过硫酸铵溶液 20ml，煮沸至铬氧化完全。继续煮沸至翻大气 泡，使过量的过硫酸铵溶液完全分解。加入氯化钠溶液 5ml，煮沸至红色消失 而呈绿色。再多加 5ml，并且加 1-2 滴 N-苯代邻氨基甲酸指示剂用硫酸亚铁铵 标准溶液直接滴定至亮绿色。 按下式计算试样的含铬量： Cr% =GVN01733. 0=0999. 001733. 05025. 002.18=16.4%其中：N 为硫酸亚铁铵标准溶液
4、的当量含量；G 为样品的质量；V 为加入的硫酸亚铁铵标准溶液的体积。2.2.22.2.2 过硫酸铵过硫酸铵- -银盐氧化法测量锰的含量银盐氧化法测量锰的含量 2.2.2.1 试验原理 试样用混酸溶解，以硝酸银作为催化剂，用过硫酸铵把 2 价锰氧化成高锰 酸，以此进行锰的光度测定。 2.2.2.2 试验采用的试剂 硫磷硝混酸：于 140ml 水中，断搅拌并缓慢加入硫酸 30ml，稍冷，加磷酸 30ml，硝酸溶液 20ml； 1.7%的硝酸银溶液； 20%的过硫酸铵溶液； 5%的 EDTA 溶液； Mn0.5/ml 锰标准溶液。 2.2.2.3 试验步骤 称样 0.1g，于 150ml 锥形瓶中，
5、加硫磷硝混合酸 20ml，加热至试样完全溶 解，煮沸驱尽氮之氧化物，取下。加水 20ml，滤去硅酸和石墨碳，用硝酸洗 3- 4 次，使体积约为 50ml，加硝酸银溶液 5ml，过硫酸铵溶液 10ml，加水煮沸 30 秒，放置 1 分钟，流水冷却，于 100ml 容量瓶中以水稀释到刻度，摇匀，使高 锰酸色泽褪去。将此溶液在原子吸收分光光度计上测量溶液锰的浓度。测得数 据如表 2-1 所示：表 2-1 原材料成分分析数据测量对象习惯度 Abs浓度实际浓度SDRSD%标准样品0.2611.01.00.00150.5718标准样品0.4392.02.00.00440.9945标准样品0.6153.03
6、.00.00400.6554标准样品0.9355.05.00.00870.9274样品0.7804.644.640.00510.6561根据测量的浓度，我们可以计算出试样的含锰量为：Mn% =0.464%100. 0100/1064. 46mlmlg2.2.32.2.3 成分分析小结成分分析小结要使高铬铸铁具有好的性能，在选择化学成分时必须注意：（1）碳化物 的数量、种类和形状；（2）基体的调整，保证铸态不形成铁素体（或珠光体、 贝氏体） 。 当碳质量分数低于共晶点时，形成不连续的共晶碳化物（Fe，Cr）7C3；高 于共晶点时，出现粗大的六方晶体初生碳化物（Fe，Cr）7C3。高铬白口铸铁含
7、碳质量分数愈高，碳化物愈多，硬度愈高，抗磨性愈好，但铸铁的韧性下降。 碳质量分数从 2.8%增加到 3.5%时，碳化物的组织组成可从 20%增加到 40%。 由于这种碳化物具有连续网状组织，且具有高硬度。但碳质量分数大于 3.7%时， 由于碳质量分数过剩，使其硬脆，且易出现裂纹。因此将碳质量分数控制在 2.8% -3.6%。 对于共晶铸铁，Cr8%，开始出现（Fe，Cr）7C3碳化物，当 Cr12%时， 则（Fe，Cr）3C 完全被（Fe，Cr）7C3所取代。 （Fe，Cr）7C3呈六方晶体，其 硬度呈各向异性。铸件的淬透性随铬碳质量分数比的提高而降低。我们采用的 材料是 16.4%的铬，因此组织中的碳化物类型全部是（Fe，Cr）7C3。 锰能提高铸件的淬透性，且价廉易得，因而能代替钼提高铸件的淬透性.在 含锰的质量分数一定时，铸态铸件中就会出现马氏体组织，但随锰量的提高， 铸铁的 Ms 点会大大降低，从而使显微组织中残余奥氏体量显著增加，铸件硬 度降低，耐磨性亦降低。同时，在工作过程中，由于残余奥氏体转变为马氏体， 发生体积膨胀而引起铸件开裂。所以含锰量宜控制在 1.0%以下，而试验材料的 含锰量为 0.464%。显然满足要求。
