高铬铸铁残余奥氏体测定的探讨

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1、高铬铸铁残余奥氏体测定的探讨甘宅平(武钢集团轧辊有限责任公司，湖北武汉430083)摘要：对高铬铸铁残余奥氏体测定的几种方法进行了比较。X射线衍射和磁性法都有其自身的局限性和适用范围。对有择优取向的组织来说，用旋转摆动的X射线可准确地测出残余奥氏体的数值。关键词：高铬铸铁：X射线衍射；磁性法；残余奥氏体TheDiscussofRetainedAusteniteMeasurementonHigh---chromiumCastlronGANZhaiping(RollCompanyLtd.ofWisco,W

2、uhan430083,China)Abstract:Somemethodsofretainedaustenitemeasurementonhigh-chromiumcastironarecompared.X-raydiffractionandmagneticpermeabilitymethodshavetheirlocalizationandsuitability.ForthestructurecorrectlybyX--raymethodofrotatingandtiltingspecimenhol

3、der.Keywords:highchromiumcastiron,X-raydiffraction,magneticl引言高铬铸铁轧辊使用在热连轧精轧前架，耐磨性好，抗斑带能力强，但由于其导热率低，要承受因温度反复激烈变化而产生的热应力和巨大的机械应力；组织中的残余奥氏体在轧制过程中因应力诱导转变为马氏体，体积增加6％，导致产生很大的内应力，易产生剥落缺陷。因此，准确测定高铬铸铁组织中的残余奥氏体，并通过热处理方法加以消除，对高铬铸铁轧辊来说显得尤为重要。2各种残余奥氏体测定方法的比较测定残余奥氏体

4、的方法很多，有光学显微镜法、磁性法和x射线法。2．1光学显微镜法对奥氏体钢或双相钢，由于其高温下的亚稳组织奥氏体可以保留到室温，因此可在金相显微镜下进行观察，因而能够大致给奥氏体定量；高铬铸铁铸态下，奥氏体的量较多，浸蚀后在金相上也是大块可见的，因而也可通过光学显微镜给奥氏体定量；但高铬铸铁在热处理后，残留的奥氏体并不是以块状的形式，而是在己转变的马氏体组织的空隙间，或以厚度10-20nm的薄膜[1]形式存在于马氏体之间，由于与马氏体结合紧密，即使奥氏体量达40％，在金相上也是不可见的[2]。因此，对

5、热处理态的高铬铸铁，用光学显微镜是无法测定残余奥氏体量的。2．2衍射法x射线根据x射线衍射原理，某物相的x射线衍射累计强度随该相在试样中的相对含量的增加而提高。用选定的体心立方铁素体相(马氏体)及面心立方奥氏体相衍射线的累计强度，代入下列公式[3]，计算出残余奥氏体相的体积分数：VA一奥氏体相的体积分数Vc一碳化物相总量的体积分数IM(hkl)i－马氏体(hkl)i晶面衍射线的累计强度IA(hkl)j－奥氏体(hkl)j晶面衍射线的累计强度G一奥氏体(hkl)j晶面与马氏体(hkl)i晶面所对应的强度

6、有关因子之比由于高铬铸铁中存在着严重的择优取向，常规的x射线衍射法已不适用，Miller[4]运用旋转摆动法成功地解决了有相当程度的择优取向材料的残余奥氏体的测量问题。对于高铬白口铸铁，C.Kim[5]在Miller方法的基础上，通过测试参数的优化选择，也得到了比较满意的结果。用新的x射线法确定合金铸铁中残余奥氏体的含量，仍是以通常方式抛光和弱腐蚀的磨片试样、在衍射仪中用过滤的Mo-Kɑ线或Co-Kɑ线来分析。唯一的特点是衍射器的夹具：为了避免正常的忽高忽低的衍射光谱强度，它不仅能使试样转动，而且同时

7、使试样倾斜，按新方法研究的结果列于表l[6]。．由表1可见，仅仅可旋转的试样夹具与可旋转和倾斜的试样夹具比较，其结果相差甚远。并且表明对于有择优取向的材料，用x射线法测定残余奥氏体含量时，仅用可旋转的试样夹具，测量结果随机性波动很大，而用旋转摆动法所测的结果比较可靠．目前，国内X射线衍射仪基本上不能旋转摆动，因此用x射线衍射仪测量高铬铸铁的残余奥氏体量还需进行进一步探讨。2.3磁性法磁性法是测定组织中铁磁相的量，在高铬铸铁中奥氏体和碳化物是无磁的，可以被区分开来。碳化物的量可以通过公式计算或通过定量金

8、相测量出来。磁性法测量残余奥氏体有两种方法：一种是通过测量接近饱和时的磁响应，另一种是通过测量磁导率来测量高铬铸铁中的残余奥氏体量[2]。磁导率、饱和时的磁化强度和化学成分的变化、铁素体相都会影响残余奥氏体的读数。铁素体相的磁导率变化宽，磁导率随下列顺序依次减少：铁素体、珠光体、回火马氏体、未回火马氏体。因此必须完全知道物质的组成和化学性质，知道热处理状态，仪器再根据这些条件作适当的校准，才能用测量磁导率法来准确的测出残余奥氏体量。测定接近饱和时的磁响应