◆怎样提高抗磨铸渗层的深度？
　　抗磨铸件在使用中，通常需要抗磨合金层有一定的铸渗深度。铸渗深度H受颗粒中毛细管半径R(与陶瓷颗粒粒径大小有关)、真空室与大气压力△p、金属液与颗粒表面间的湿润角θ(与所选择的陶瓷和金属基体类型有关)、金属液表面张力σ与粘度η(与金属类型及温度有关)及金属保持液态的时间r的影响.
　　在固定增强陶瓷颗粒和金属基体的情况下，提高真空度(增加压力差△p)有利于液体金属的渗透。影响毛细管半径R的主要因素如下：①陶瓷颗粒的粒度，粒度越大R越大；②陶瓷颗粒的均匀性，颗粒粒度越均匀R越大；③陶瓷颗粒的粒形，粒形越圆整、越规则R越大；④陶瓷颗粒的紧实度，减少振动可增加其松散度而使R增大。
　　因此，选择粒度较大且均匀、粒形圆整的陶瓷颗粒，并尽量减少振动可获得较大的毛细管半径而提高铸渗深度。τ与η都是与液体金属温度有关的量，对于一定熔点的合金，增加合金过热度及铸型绝热性，都可以降低金属液的粘度和延长金属保持液态的时间而有利于提高铸渗深度
　　◆铸渗工艺参数对中锰钢铸渗层的性能有什么影响？
　　中锰钢具有高韧性和高的加工硬化能力，在非强烈冲击条件下具有较好的耐磨性，但在工业应用中发现，中锰钢初始表面硬度低，使用初期磨损率较大。谢敬佩等人在研究中发现，采用表面铸渗的方法，提高材料的表面初始硬度，可获得高耐磨性中锰奥氏体钢。表面铸渗是把合金粉、粘结剂、催渗剂按一定比例调成糊状，涂在铸型表面，浇注后在铸件表面形成合金层的工艺。涂料层厚度由表面耐磨层厚度、铸件大小、附着合金层部位的壁厚等因素来确定。常用石墨片为渗碳剂，铬铁为渗铬剂，树脂为粘结剂，碳酸钠和稀土为催渗剂。涂料的具体制备过程是：先将合金粉、粘结剂和催渗剂按一定比例在容器中搅拌均匀，然后加入无水乙醇，把糊状的渗剂涂刷在铸型壁表面，点燃烘干后可用于浇注。粘结剂对中锰钢铸渗层性能的影响见表5-3，随着树脂粘结剂加入量的增加，铸渗层厚度在增加，但树脂加入的质量分数超过6.0％以后，铸渗层厚度不再增加。因此，铸渗过程中，控制好树脂粘结剂的加入量是非常必要的。
　　表5-3粘结剂对复合层的影响

　　催渗剂的加入是为了提高碳的活度，防止合金颗粒表面氧化，如果产生了氧化膜，催渗剂可起到去除氧化膜、清洁合金表面的作用，从而提高钢液对合金颗粒浸润能力。碳酸钠和稀土催渗剂对铸渗层深度的影响见表5-4和表5-5，随着碳酸钠和稀土加入量的增加，铸渗层厚度在增加，但碳酸钠和稀土加人的质量分数分别超过5.0％和0.20％以后，铸渗层厚度不再增加：因此，铸渗过程中，控制好碳酸钠和稀土催渗剂的加入量是非常必要的。
　　表5-4催渗剂对复合层的影晌

　　浇注温度越高，过热度越大，合金粉溶解、熔化和扩散的速度越快。同时，钢液流动性越好，渗透能力越强，所形成的渗层厚度越大，见表5-6。浇注温度以1480～1530％：为宜。中锰钢表面合金化后，其表层硬度变化规律见表5-7。铸渗层的组织中主要存在共晶状碳化物、极细片状珠光体、晶界铬的碳化物及晶内铌的碳化物和铬的碳化物。其中，铌的碳化物主要是Nbc，铬的碳化物主要有(cr，Fe)23C6和Cr7C3两种结构，这些碳化物的存在大大提高了复合层硬度。经表面铸渗后，中锰钢的表面可形成厚度为7.2mm、硬度为897 HV的高铬铸铁复合层，导致耐磨性大幅度提高，见表5-8。经φ 3.5m球磨机衬板上使用，可连续工作30个
　　月以。　　表5-6 浇注温度对复合层的影响

　　◆铸钢表面钒铬铸渗对组织和耐磨性有什么影响?
　　将铸渗技术与消失模铸造技术相结合而发展起来的消失模铸渗技术，可以得到具有良好表面质量的金属铸件，且工艺简化，具有很强的实用性。杨涛林等人采用消失模铸渗技术，以ZG310—570为基体，以钒铁和高碳铬铁作为增强颗粒添加到铸渗剂中，对制备出的铸渗复合层进行了研究，渗剂中主要增强颗粒为180～250μm(60～80目)的钒铁粉和高碳铬铁粉，以还原铁粉为添加剂，硼砂为熔剂，酚醛树脂酒精溶液作为粘结剂。其中钒铁粉、高碳铬铁粉、还原铁粉、脱水硼砂以及酚醛树脂的质量分数分别为30％、35％、30％、2％和3％。铸渗层经1000℃淬火以后，组织为碳化钒+Cr7C3+马氏体+奥氏体+少量贝氏体。从复合层外表面到基体的显微硬度测试结果如图5-4所示，在距铸渗层表面0～1 mm处的显微硬度要低于距表面1～4 mm的显微硬度，在距表面1～4 mm的显微硬度最高，在过渡区显微硬度呈递减分布，在大于4.5 mm以后的区域显微硬度趋于平稳。在MM200型磨损试验机上进行干滑动磨损性能测试，对比试样为正火处理的ZG310-570。在相同磨损条件下，铸渗层的耐磨性是
　　ZG310—570的13.6倍。这是因为铸渗层中存在Cr7C3、V8C7、VC、V2C等硬质相，V2C等硬质相，这些高硬质碳化物弥散分布在马氏体和残留奥氏体的基体上，可以抵御来自法向和切向的摩擦应力，从而显著提高铸渗复合层的整体性能。
　　◆电磁搅拌对堆焊层材料的组织有什么影响?
　　外加磁场控制堆焊层质量，具有附加装置简单、投入成本低、效益高、耗能少等特点，已引起了焊接工作者们的注意：大量研究表明，外加磁场作用下的焊接技术改变了电弧的形
　　态，影响母材熔化和焊缝成形。通过电磁搅拌作用，改变焊接熔池液态金属结晶过程中的传质和传热过程，从而改变晶粒的结晶方向，细化一次组织，减小偏析，提高焊缝的力学性能。马耀东等人研究了电磁搅拌对轧钢助卷辊和深弯辊堆焊层性能的影响，堆焊熔敷金属化学成分见表5-9。图5-5是堆焊金属横截面(接近表面)的金相组织。YJ356-S堆焊金属的组织为回火马氏体+少量的贝氏体、索氏体，并在马氏体基体上含有高硬度碳化物，组织较均匀。细小的碳化物弥散分布于基体组织中，有利于保证堆焊金属具有高的性能。YJ358- S堆焊金属的
　　组织为回火马氏体+弥散分布的碳化物，组织较均匀。由金相照片还可明显看出，加电磁搅拌工艺的堆焊金属组织，其晶粒明显细化。
　　a) YJ356-S无电磁搅拌 b) YJ356-S加电磁搅拌
　　c) YJ358-S无电磁搅拌 d) YJ358-S加电磁搅拌
　　表5-6 浇注温度对复合层的影响