提升高硅铸钢变质和淬火处理扩大其应用范围
1.高硅铸钢变质处理
钢铁材料中加入微量稀土元素，有利于改善铸态结晶组织、细化晶粒、净化晶界、去除有害夹杂、提高铸钢的韧性。在钢洁净度不断提高的今天，稀土元素在钢中的作用将更好地得到发挥。稀土在钢中的净化作用主要表现在：可深度降低钢中w(O)和w(Si)；降低磷、硫、氢、砷、锑、铋、铅、锡等低熔点元素的有害作用。铸钢中加入稀土的同时，还加入V、Ti、B、Ca、Nb等微合金元素，可以进一步细化晶粒，消除铸态粗大的柱状晶和树枝状组织，提高铸钢韧性。已有研究发现，微量锌对贝氏体钢有显著的韧化效应和强化效应，可以显著提高冲击破断的撕裂功和裂纹失稳扩展功，极强烈地减慢裂纹扩展速率。微量锌提高了静力拉伸的均匀塑性和均匀强度及形变硬化指数与形变硬化系数。微量锌还可以减低钢基体相的裂纹敏感性，提高了基体相的滑移拉延能力，使冲击断口出现拉延舌和撕裂口特征。王晓颖等人研究了RE—B对Si—Mn铸钢强韧性的影响，微量元素的加入，使马氏体Si—Mn铸钢各项力学性能指标均得到改善，其中尤以韧性提高最为显著。RE—B复合处理明显优于RE或B单一处理，从综合力学性能来看，RE—B复合处理最好。
2.高硅铸钢淬火预处理
研究还发现，高硅铸钢淬火前进行预处理，可以明显改善其组织，提高综合力学性能。高硅铸钢淬火加热前，添加760℃x2h的珠光体化预处理，硬度值变化不大，但冲击韧性明显提高，见图5。珠光体化预处理明显改善高硅铸钢韧性的主要原因是由于铸造贝氏体钢的铸态组织主要以非平衡组织(马氏体、贝氏体和魏氏组织)为主，非平衡组织加热时容易在其板条界上形成针状奥氏体晶核，这种针状晶核在进一步加热或保温时会很快地长大、合并，形成新的奥氏体晶粒，其尺寸基本恢复原奥氏体晶粒尺寸，出现粗晶组织遗传现象，对铸态贝氏体钢进行一次珠光体化预处理，消除了非平衡组织，使原有的板条不复存在，而得到了与旧奥氏体晶粒之间无晶体位向关系的平衡组织珠光体。所以重新加热后，针状奥氏体晶核便失去了形成条件，而在珠光体的铁素体和碳化物界面上创造了形成大量球状奥氏体晶核的条件，这些球状奥氏体晶核则是按无序机理转变，而且各球状奥氏体晶核相互间也无严格的位向关系，因而进一步加热或保温时，在旧奥氏体晶粒范围内就长成了若干个彼此无严格晶体位向关系因而与旧奥氏体晶粒也无位向关系的新的等轴晶粒，从而细化了晶粒。因此，要切断旧奥氏体晶粒的遗传，关键在于切断新旧相晶体位向关系。珠光体化预处理正好切断了这种晶体位向关系，因而达到了消除组织遗传的效果，细化了晶粒，提高了韧性。
北京钢材公司的研究结果也显示，扩散退火之后，铸造贝氏体钢冲击韧性提高了一倍多，弯曲强度提高了17％。认为性能提高的原因是经扩散退火以后，碳和杂质能充分扩散，使晶界处杂质减少，其对晶界的不利影响减轻了，同时合金元素也有一定程度的扩散，使淬透性提高，同样可提高其强韧性。最近研究发现，提高正火温度有利于改善贝氏体钢铸造组织遗传性，奥氏体化温度在Ac3+(100—200℃)有明显的细化晶粒作用。正火温度由880℃提高到1080℃时，贝氏体钢的冲击韧性由20.3J/cm2提高到35.6J/cm2。
结语
高硅耐磨铸钢是一种优良的耐磨材料，具有良好的强韧性和耐磨性，为了扩大其应用范围，有必要进一步加强以下几方面的研究：
(1)高硅耐磨铸钢磨损机理研究：高硅耐磨铸钢优异的耐磨性除了本身具有高硬度和高强韧性外，基体组织中较多的奥氏体在磨损条件下是否发生相变、相变条件以及相变对耐磨性的影响规律值得进行深入研究。
(2)高硅耐磨铸钢纯净化研究；高硅耐磨铸钢的内在质量与钢液的纯净度有很大的关系，钢水中的非金属夹杂物导致产品性能的恶化、内在品质的下降，同时非金属夹杂物有助于气孔的形成及降低铸件的致密度。提高钢液的纯净度主要集中在尽量减少钢中杂质元素的含量及严格控制钢中夹杂物两方面。
(3)高硅铸钢成分优化。化学成分特别是w(Si)和w(c)对高硅铸钢断裂韧性和疲劳性能影响较大，但目前有关化学成分对高硅铸钢断裂韧性和疲劳性能影响的研究工作并不多见，不利于高硅强韧铸钢的开发，在若干试验基础上，进一步优化高硅铸钢成分，有利于改善高硅铸钢性能。
(4)高硅耐磨铸钢热处理工艺研究，高硅铸钢生产中存在等温淬火温度稳定性差、产品性能波动大等不足，开发复合热处理工艺，有利于稳定等温淬火温度，提高高硅耐磨铸钢性能。
钢材 
