2.1 原材料及使用设备原材料：高铬铸铁 江苏大丰试验设备：原子吸收分光光度计 北京普析通用仪器有限公司热处理炉 武汉市汉口电炉责任有限公司摆锤冲击试验机 深圳市新三思材料检测有限公司砂轮机 江苏砂轮机厂金相试样抛光机 上海金相机械设备有限公司洛氏硬度计 山东掖县材料试验机厂立式金相显微镜 南京江南光电股份有限公司2.2 原材料成分分析2.2.1 过硫酸铵-银盐氧化容量法测量铬的含量2.2.1.1 试验原理试样用硫磷硝混酸溶解，以硝酸银为催化剂将3价的铬氧化为6价，同时锰也被氧化为高锰酸。加氧化钠除去高锰酸的干扰，用过量的硫酸亚铁铵按标准将6价的铬还原为3价，再以高锰酸钾标准溶液回滴过量的硫酸亚铁铵。根据硫酸亚铁铵标准溶液的实际消耗量计算出铬含量。2.2.1.2 试验采用的试剂硫磷混酸：于76ml水中，缓慢加入硫酸（d=1.84）16ml，冷却，加入磷酸（d=1.70）80ml；硝酸溶液：（d=1.42）；0.5%的硝酸银溶液；25%的过硫酸铵溶液；5%的氯化钠溶液；0.005N或0.01N的硫酸亚铁铵标准溶液；0.005N或0.01N的高锰酸钾标准溶液。2.2.1.3 试验步骤称取试样0.1g，置于250ml锥形瓶中，加硫磷混酸60ml，低温加热溶解后，滴加硝酸氨化，煮沸驱尽氮的氧化物，蒸发冒烟0.5-1分钟，稍冷。加热水约70ml，温热使盐类溶解，过滤于500ml锥形瓶中。加热水至体积约150ml，加硝酸银溶液5ml，过硫酸铵溶液20ml，煮沸至铬氧化完全。继续煮沸至翻大气泡，使过量的过硫酸铵溶液完全分解。加入氯化钠溶液5ml，煮沸至红色消失而呈绿色。再多加5ml，并且加1-2滴N-苯代邻氨基甲酸指示剂用硫酸亚铁铵标准溶液直接滴定至亮绿色。按下式计算试样的含铬量： Cr% = = =16.4%其中：N为硫酸亚铁铵标准溶液的当量含量；G为样品的质量；V为加入的硫酸亚铁铵标准溶液的体积。2.2.2 过硫酸铵-银盐氧化法测量锰的含量2.2.2.1 试验原理试样用混酸溶解，以硝酸银作为催化剂，用过硫酸铵把2价锰氧化成高锰酸，以此进行锰的光度测定。2.2.2.2 试验采用的试剂 硫磷硝混酸：于140ml水中，断搅拌并缓慢加入硫酸30ml，稍冷，加磷酸30ml，硝酸溶液20ml；1.7%的硝酸银溶液；20%的过硫酸铵溶液；5%的EDTA溶液；Mn0.5/ml锰标准溶液。2.2.2.3 试验步骤 称样0.1g，于150ml锥形瓶中，加硫磷硝混合酸20ml，加热至试样完全溶解，煮沸驱尽氮之氧化物，取下。加水20ml，滤去硅酸和石墨碳，用硝酸洗3-4次，使体积约为50ml，加硝酸银溶液5ml，过硫酸铵溶液10ml，加水煮沸30秒，放置1分钟，流水冷却，于100ml容量瓶中以水稀释到刻度，摇匀，使高锰酸色泽褪去。将此溶液在原子吸收分光光度计上测量溶液锰的浓度。测得数据如表2-1所示：表2-1 原材料成分分析数据测量对象习惯度Abs浓度实际浓度SDRSD%标准样品0.2611.01.00.00150.5718标准样品0.4392.02.00.00440.9945标准样品0.6153.03.00.00400.6554标准样品0.9355.05.00.00870.9274样品0.7804.644.640.00510.6561根据测量的浓度，我们可以计算出试样的含锰量为： Mn% =0.464%2.2.3 成分分析小结 要使高铬铸铁具有好的性能，在选择化学成分时必须注意：（1）碳化物的数量、种类和形状；（2）基体的调整，保证铸态不形成铁素体（或珠光体、贝氏体）。当碳质量分数低于共晶点时，形成不连续的共晶碳化物（Fe，Cr）7C3；高于共晶点时，出现粗大的六方晶体初生碳化物（Fe，Cr）7C3。高铬白口铸铁含碳质量分数愈高，碳化物愈多，硬度愈高，抗磨性愈好，但铸铁的韧性下降。碳质量分数从2.8%增加到3.5%时，碳化物的组织组成可从20%增加到40%。由于这种碳化物具有连续网状组织，且具有高硬度。但碳质量分数大于3.7%时，由于碳质量分数过剩，使其硬脆，且易出现裂纹。因此将碳质量分数控制在2.8% -3.6%。对于共晶铸铁，Cr8%，开始出现（Fe，Cr）7C3碳化物，当Cr12%时，则（Fe，Cr）3C完全被（Fe，Cr）7C3所取代。（Fe，Cr）7C3呈六方晶体，其硬度呈各向异性。铸件的淬透性随铬碳质量分数比的提高而降低。我们采用的材料是16.4%的铬，因此组织中的碳化物类型全部是（Fe，Cr）7C3。锰能提高铸件的淬透性，且价廉易得，因而能代替钼提高铸件的淬透性.在含锰的质量分数一定时，铸态铸件中就会出现马氏体组织，但随锰量的提高，铸铁的Ms点会大大降低，从而使显微组织中残余奥氏体量显著增加，铸件硬度降低，耐磨性亦降低。同时，在工作过程中，由于残余奥氏体转变为马氏体，发生体积膨胀而引起铸件开裂。所以含锰量宜控制在1.0%以下，而试验材料的含锰量为0.464%。显然满足要求。