本项目以黄河水利工程中的抽黄泵和矿山渣浆泵过流件为应用背景。研究目标是借助倾斜冷却体表面与熔体的阶段激冷与形核触媒作用的耦合,对高铬铸铁碳化物的结晶形态从形核到生长进行全程控制,实现碳化物的细晶化和团球化,改善材料韧性并提高耐磨性。主要科学思想是将过共晶高铬铸铁熔体流经具有特定表面特征的冷却体,通过冷却体表面与熔体产生阶段激冷与形核触媒作用的偶合,在熔体中产生大量弥散分布的碳化物晶核,改变随后共晶凝固的形核与生长条件,从而使碳化物细晶化和团球化。主要研究内容是(1)冷却体表面特征对熔体中碳化物形核、游离的作用机制;(2)游离后碳化物晶核对后续共晶碳化物生长的影响机制;(3)碳化物在生长过程中溶质环境对其形态的影响机理;(4)碳化物形态的改善对材料断裂韧性、裂纹扩展速率及耐磨性的影响。本项目着重研究高铬铸铁中碳化物形态的改善机理,同时对控制其它合金中化合物的形态具有指导意义。