热处理工艺对含碳化物等温淬火球铁性能影响论文

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1、热处理工艺对含碳化物等温淬火球铁性能的影响摘要含碳化物的等温淬火球墨铸铁(CarbidicAustemperedDuctileIron，简称CADI)是近年来由等温淬火球墨铸铁(ADI)派生出的一种新型抗磨材料，拥有ADI多项优异性能，还表现出比ADI更加优越的抗磨性能。研究表明，在磨料磨损条件下，ADI耐磨性显著高于同样硬度下钢的耐磨性。然而，目前国内外CADI的韧性普遍偏低，其无缺口试样c【K通常范围仅为5～27J／cm2，当硬度偏高时韧性偏于下限，比如，对应HRC49～54的硬度范围，其c

2、【K为7～11J／cm2。无疑，CADI的低韧性特点制约了其应用范围。为了进一步提高CADI的综合机械性能，打破低韧性的制约，本文针对具体CADI材质，研究不同热处理工艺方法及参数对CADI性能的影响，具体研究内容和结论如下：1、探索了超高温奥氏体化工艺获得高韧性CADI的新方法。通过正交试验方法，系统地研究了超高温奥氏体化温度及等温淬火温度等热处理工艺参数对CADI性能的影响规律；不同Cr含量CADI试样之间性能的对比：结合组织从理论上分析了“工艺一性能”的作用。研究结果表明，经960～100

3、0℃超高温奥氏体化获得CADI，微观组织进一步得到改善，对应硬度HRC39～50硬度范围，CADI可获得c【K为93～28J／cm2范围的冲击韧性，大大提高了材料的冲击韧性，这无疑对拓展CADI的应用领域具有积极意义。一2、针对含不同Cr含量的CADI材质，研究了“高温预处理”方法、奥氏体化温度(T，)及等温淬火温度(TA)等工艺参数对CADI的韧性、硬度的作用规律。并运用ADI热处理的基本原理，结合不同条件下的组织形成，对其结果和规律进行了分析讨论。结果表明，高温预处理条件下，T，及TA对CA

4、DI性能的影响总体上与ADI传统工艺条件下的规律一致，但当TA达到一定值之后其提高韧性的作用不再明显；高温预处理方法可使得CADI的冲击韧性显著提高，对应HRC51～56硬度范围，CADI冲击韧性0【K可达38～l8J／cm2范围；在相同热处理条件下，Cr含量的增加，使得组织碳化物体积百分比增大，CADI硬度有所增加，但冲击韧性降低。3、在冲击磨粒磨损试验条件下，探索了“高温预处理”方法下T。TA对Cr0．5％CADI的耐磨性能的关系。研究结果表明，在一定范围内降低T，及TA有利于CADI耐磨性

5、的明显提高。不同热处理条件下，CADI冲击磨粒磨损机制存在一定程度的差别，当T，及TA较低时，磨损表面较为光滑和平整，粘着也较少，磨损机理以微观切削为主；随着T，及TA的升高，试样磨损表面光滑程度明显变差，磨损机理以粘着、犁沟为主。此外，冲击磨损后的CADI硬度有明显提高，表明在冲击磨损过程中，CADI发生了一定程度的加工硬化，耐磨性能进一步提高，这使得高韧性CADI具有重要的实际意义。本文还探讨了不同热处理工艺规范和参数对具体材质CADI力学性能、耐磨性能的作用本质，并结合基体组织及碳化物的变

6、化特点从理论上对上述现象和规律进行了讨论和分析。关键词：CADI；奥氏体化；等温淬火；材料性能；微观组织Ef扎ctsofPropertiesofHeatTreatmentTechnologyonCarbidicAustemperedDuctileIronABSTRACTCarbidicaustemperedductileiron(CADI)whichhaswearresistancepropertyisderivedfromaustemperedductileiron(ADI)inrecenty

7、ears．CADIalmosthavemanyoftheexcellentmechanicalpropertiesofADI，andthewearresistancepropertyiSbetterthanthatofADI．ResearchshowsthatthewearresistancepropertyofADIisbetterthanthatofsteelunderthesamehardnessintheabrasivewearconditions．However，thetoughnes

8、sofADIislowathomeandabroadnow．o【Kofsamplewithoutnotchusuallyisonly5-27J／cm2，thetoughnesstendstolowerlimitwhenthehardnesstendstohigher．Forexample，correspondingtoHRC49-54，QKcanreach7-11J／cmz．ThelowertoughnessofCADIrestrictstheapplicationscopeundoubtedl