鐵基合金（鐵 base alloys）是一類廣泛應(yīng)用于硬面材料的物質(zhì)，其特點在于綜合性能優(yōu)良，適用范圍廣泛，同時具備低廉的價格。
簡介
鐵基合金特指通過有意添加金屬合金元素形成的合金，而非由非金屬碳引起的強化效應(yīng)。鋼鐵材料雖然也屬于鐵基合金范疇，但在工程實踐中通常將其單獨區(qū)分。典型的時效硬化型鐵基合金包括馬氏體時效鋼（18Ni型），其碳含量極低，不超過0.03%，并加入了大量的鎳。經(jīng)過特定的時效處理，合金元素會在位錯處聚集形成“氣團”，隨后析出金屬間化合物，從而實現(xiàn)沉淀強化，使得鋼的屈服強度大幅提升。馬氏體時效鋼的強化機制主要包括沉淀強化、固溶強化和相變強化（馬氏體），其中沉淀強化的效果最為顯著。
分類
馬氏體合金鋼
馬氏體合金鋼是一種主要硬化元素為鉻的合金鋼，同時也包含硅、鉬、錳、釩、鎢等強化元素，合金元素總含量不超過10%。其涂層組織為低碳馬氏體，具有優(yōu)異的機加工性能和較高的硬度。這種合金鋼可通過金屬絲和管狀絲埋弧堆焊工藝制造，焊接性能良好，不易開裂。常用于金屬間無潤滑滾動或滑動的零件，如熱軋工作輥、支撐輥等。
高鉻鑄鐵
高鉻鑄鐵以其高硬度著稱，硬度可達HRc48-60，具有出色的抗磨粒磨損性能。在低于200℃的環(huán)境下，其耐磨性僅次于碳化鎢硬面材料，但成本僅為后者三分之一。高鉻鑄鐵的化學(xué)組成中，碳含量為2%-6%，鉻含量為20%-35%，主要耐磨硬質(zhì)相為CrC。基體組織包括馬氏體和奧氏體。通過電焊條或管狀焊絲進行明弧或埋弧堆焊，即使在堆焊過程中出現(xiàn)龜裂現(xiàn)象，也不會影響其使用性能。適用于中等或嚴重磨粒磨損件，如農(nóng)機、礦山設(shè)備等。
奧氏體錳鋼
奧氏體錳鋼能夠承受高沖擊和輕度至中度的磨粒磨損，堆焊層無磁性，具有高韌性和可塑性。初始硬度為HRc16-20，經(jīng)過冷作硬化后可提升至HRc44-48。其化學(xué)組成為錳含量12%-15%，以及鉻、鎳、鉬等元素，奧氏體組織穩(wěn)定。焊接時應(yīng)避免過度加熱，以免出現(xiàn)馬氏體相而導(dǎo)致焊層破裂。適用于嚴重金屬間沖擊和礦石對金屬的沖磨件的堆焊。
馬氏體不銹鋼
馬氏體不銹鋼是一種低碳高鉻馬氏體鋼，主要成分為碳含量0.2%和鉻含量超過12%。它具有良好的綜合機械性能，硬度約為HRc50，強度和韌性均佳，還能抵抗大氣和蒸汽腐蝕，以及冷熱疲勞。產(chǎn)品形態(tài)包括金屬絲材和管狀絲，適用于中等沖擊、中等金屬間磨損和中等磨粒磨損的場合。
光體鋼
光體鋼是一種含低碳和其他合金元素的合金，組織結(jié)構(gòu)為珠光體，具有良好的耐沖擊性和較低的硬度（HRc25-35）。其可焊性極佳，適合用于堆焊，尤其適用于修復(fù)機械設(shè)備零件尺寸。此外，光體鋼還可作為堆焊過渡層，用于受滾壓、滑動或沖擊負荷的重型機械設(shè)備的旋轉(zhuǎn)軸、軋輥等零件。
參考資料 >
鐵基合金.愛問知識人·教育.2024-10-31
鐵基合金概述及元素的主要作用.國機金屬(CMMC)江蘇有限公司.2024-10-31
馬氏體不銹鋼:高性能鋼材的革命之選.網(wǎng)易.2024-10-31