釩對高鉻合金鑄滲層組織與性能的影響

岳建國，劉汪洋，陳 沖，魏世忠，刁曉剛

（1.河南科技大學 材料科學與工程學院，河南 洛陽 471003；2.河南科技大學 金屬材料磨損控制與成型技術國家地方聯合工程研究中心，河南 洛陽 471003；3.中信重工洛陽重鑄鐵業有限責任公司，河南 洛陽 471003）

鑄滲技術是在鑄型特定位置涂覆合金涂層，利用熔融金屬的余熱和凝固時的結晶潛熱，使合金涂層在鑄件表面形成一層具有特殊性能復合層的技術[1]。鑄滲技術源于涂覆鑄造工藝，首先由美國人Davis在1913年提出，直到20世紀70年代國內外才對鑄件表面合金化開始進行研究[2-3]。目前常用的鑄滲工藝主要有普通砂型鑄滲工藝、V-EPC鑄滲工藝、壓力鑄滲工藝以及離心鑄滲工藝等[4-7]。基體材料主要有中高碳鋼、高鉻鑄鐵。鑄滲復合材料既可以選擇Ti、V、Ni、Cr等金屬為主的合金，亦可以選擇SiC顆粒、WC陶瓷顆粒、ZTA等非金屬。鑄滲技術使鑄件成型和表面強化同時進行，與輝光離子滲氮、激光表面改性[8-9]等二次表面強化技術相比，其突出優勢在于無需額外增加專業設備，工序簡單，生產周期短，成本低廉，耗能較少[10]。

釩作為一種強碳化物元素不僅可以細化鋼鐵材料的組織和晶粒，還能夠提高晶粒粗化的溫度，同時能夠形成MC型碳化釩硬質相，從而提高鋼的顯微硬度、韌性以及綜合性能[11]。魏世忠等[12-13]研究了35CrMo鋼表面高釩合金鑄滲層的組織和性能。王西[14]研究了高釩高耐磨合金鑄滲層制備及耐磨性能，鑄滲復合層耐磨性與基體相比最高提高了2.86倍。徐流杰等[15]研究了ZG310-570表面高釩高耐磨合金層的磨粒磨損性能和沖擊磨損性能，分別是BTMCr20鋼的1.6倍和1.26倍。……