1. 研究目的与意义（文献综述）

白口铸铁大约在100年前开始作为耐磨材料应用。从国外的抗磨铸铁发展史来看，可以分为三个阶段，分别是普通白口铸铁、镍硬铸铁、高铬铸铁^[1]。历史上第一种耐磨铸铁是高碳低硅白口铸铁（普通白口铸铁），其耐磨性主要是由于其组织为片状渗碳体和软基体（珠光体或铁素体）组成。但是因为渗碳体是一种脆性组织，而且在高碳低硅白口铸铁呈网状分布，导致这种铸铁的脆性变大，硬度较低，适用范围受到极大限制。50多年前，外国开始尝试新的突破，将各类合金加入到铸铁中去，提高铸铁的使用性能，由此发展出了镍硬白口铸铁，其硬度较高且耐磨性能优于普通白口铸铁。这是由于铸件在冷却过程中可能发生屈氏体转变和石墨化，这引起镍硬铸铁的耐磨性下降。但当镍硬铸铁中加入cr之后将会一定程度抑制石墨化，从而使镍硬铸铁的耐磨性提高，得到性能良好的铸件，扩宽其应用范围。但由于其碳化物仍属于m₃c类型，脆性没有得到克服，应用受到限制^[2]。在镍硬铸铁问世之后，外国研究耐磨铸铁的步伐迅速加快，不到两年时间，英美两国便研制出高铬白口铸铁，其耐磨性和硬度均比镍硬白口铸铁好，成为了最优秀的耐磨材料，一直到现在使用范围仍非常广泛。但这不是终点，世界各国对合金白口铸铁的研究在不断继续，先后研制出阿尔曼奈特系铸铁，钨系白口铸铁以及多元合金白口铸铁，均有明显的使用效果。使白口铸铁成为了当代具有发展前途的耐磨材料。

虽然在挖泥船方面我国处于国际领先地位，这是由于我国的地理因素导致的结果。但并不说明我国在耐磨材料方面也是处于世界领先地位的，我国在耐磨材料材料方面仍然与英美等国有着不小的差距。由于历史原因，我国到60年代初因为高锰钢等耐磨材料达不到要求才开始进行抗磨铸铁的研究，这也是导致我国耐磨铸铁落后的一个原因。同时。我国缺乏镍、铬资源，因此国外发展出来的镍硬铸铁、高铬白口铸铁在我国难以形成产业规模。相反，我国的稀土资源丰富，而稀土元素具有细化晶粒、强化金属基体和促进碳化物形成的作用。且我国另一种丰富资源钨是稳定碳化物的元素。因此我国的耐磨材料研究方向为稀土和钨方面发展^[3]。

相对而言国外研究内应铸铁已经足够成熟，研究方向是加入其他微量元如钼、钒。研究微量元素对镍硬铸铁性能的影响。如钼的含量为0.9%的时候可以显著改善镍硬铸铁的性能^[4]。而国内由于镍的短缺，对镍硬铸铁研究相对而言较少，研究重心是通过对镍硬铸铁的组织研究发展出符合我国国情的耐磨材料。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

文献调研，来了解国内外相关研究和发展趋势；对HV520镍硬铸铁的成分进行设计并制备试样；对试样进行金相显微组织分析和性能测试；分析组织和性能测试的到的数据，与理论数据进行对比，总结数据结论，撰写论文。

2.2研究目标

掌握HV520镍硬铸铁的成分设计和制备方法；

掌握金相显微镜的操作和区分各种金相组织；

制备的试样至少达到理论的组织性能，满足应用要求；

2.3技术方案及措施

试样制备：采用中频感应电炉或者普通加热炉熔炼原材料后在楔形试样模型中自然冷却得到镍硬合金试样，在试样切取金相试样，加工成20×20×20mm的试样，并且将试样分别加热到850℃、800℃、750℃进行热处理后进行450℃保温10h后炉冷到试温得到试样^[7]，将试样一部分制备为金相观察试样，在金相显微镜下观察金相组织并拍照记录，进行对比，分析其金相组织的成分，预估所获试样的性能如何。其余试样则进行镍硬铸铁的性能测试，与预估的性能和理论性能对比，看是否满足要求，并分析产生差异的原因 。

3. 研究计划与安排

第1-3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第4-6周：hv520镍硬铸铁成分设计。

第7-9周：试样制备。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]李茂林.我国金属耐磨材料的发展和应用[j].铸造,2002(09):525-529.

[2]张立波,陈迪林.铸造抗磨材料的发展概况与趋势[j].现代铸铁,1999(03):12-15.刘基博.镍硬铸铁的技术性能和应用[j].矿山机械,1985(02):39-44.

[3]何本谦.国内外抗磨铸铁发展概况[j].广东机械,1981(03):1-9.