高铬铸铁的正火组织与性能研究-论文.pdf

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1、第16卷第5期重庆科技学院学报(自然科学版)2014年10月高铬铸铁的正火组织与性能研究仵海东冯妮李韬高柳君刘筱薇(重庆科技学院冶金与材料工程学院，重庆401331)摘要：研究正火温度对新型高铬铸铁组织、硬度(HRC)及冲击韧性的影响。实验结果表明高铬铸铁在800～950℃正火时，其组织由珠光体+少量铁素体十网状共晶碳化物组成；在1000—1050℃正火时，碳化物溶解析出，珠光体球化，得到铁素体基体上分布的粒状碳化物+共晶碳化物十少量珠光体，硬度略有降低；在1100—1150℃正火时，共晶碳化物溶解得更多，冷却过

2、程中奥氏体中析出弥散碳化物，冷却后得到马氏体(过饱和铁素体)基体上弥散碳化物+共晶碳化物，硬度明显升高，并在1150℃时硬度达到最大值，在800～1150℃正火加热温度范围内，冲击韧性在4．2—4．7J／em2之间波动，总体变化不大。关键词：高铬铸铁；正火；组织；性能中图分类号：TQ03文献标识码：A文章编号：1673—1980(2014)05—0104—03高铬铸铁是继普通白口铸铁、高锰钢和镍硬铸量为16．0％一19．0％，且含有少量的Al、Si、Mn、Ti铁之后的第三代抗磨材料，它的室温组织是马氏体及稀土等元

3、素。采用中频感应炉熔炼，浇注成炉排，上均匀分布着的高硬度金属型碳化物，且彼此孤立在炉排中取样，利用线切割机试样切割成50mm×分布，不连成网状，大大减小了对基体的割裂。使其10mmX10mm的长方体，然后在试样中心开2mm在抗磨的同时还有一定的韧性。因此，高铬铸铁在的U型缺口制成冲击试样。然后对制好的试样进采矿、铺路、建筑和电力等行业应用广泛J。影响行热处理，具体热处理工艺温度见表1，保温时间为铬系白口铸铁性能的主要因素为铬碳比及热处理工2h，冷却方式均为空冷。艺，因此研究铬元素的作用及热处理工艺尤为必表1试样热

4、处理工艺要_3一j。目前高铬铸铁的热处理方式主要为加热到试样1#2#3#4#5#6#7#8#950～1000℃后，经保温空冷淬火后再进行200—加热温度，℃8008509009501000105011001150260oC的低温回火。高温球化处理即是在1140—1180℃保温16h后空冷却，可以明显提高冲击韧将铸态试样放人箱式加热炉中，以350qC／h的度和耐磨性能。但这些方式都比较复杂且成本较速度升温加热，保温2h后取出试样，在常温下空高，而正火的热处理工序相对简便，若高铬铸铁用正冷。将热处理后的试样用冲击试验

5、机进行冲击试火处理后的使用性能可以与其他复杂热处理相当，验，将冲击后的试样表面磨光，去掉氧化皮，利用布则可以大大减小生产成本，缩短生产周期。本文研氏硬度机测出不同热处理后的试样的洛氏硬度。然究正火温度对一种可以用于垃圾焚烧发电炉排的新后借助XJP一6A型号的金相显微镜对铸态及各个型高铬铸铁组织与性能的影响，从而找出温度与组热处理状态下的试样进行显微组织观察，最后用织性能的变化规律，为该材料的推广应用提供实验S一3700N型号的电子显微镜进行微观分析。依据。2实验结果与讨论1实验材料及方法2．1正火温度对高铬铸铁组

6、织的影响实验所选材料C含量为1．60％～1．80％，Cr含经过不同的正火加热温度处理后可以得到不同收稿日期：2014—05—12基金项目：重庆市科委攻关项目(2011ACA115)子课题；重庆科技学院大学生科技创新项目(2013031)作者简介：仵海东(1964一)，男，山西平遥人，副教授，研究方向为金属材料固态相变及表面处理。·104·仵海东，等：高铬铸铁的正火组织与性能研究之间波动，但正火温度在850—1000℃之间时硬度800—1150℃温度范围内，随着正火温度的升高，其略有下降，这是因为在这段温度区间里，

7、珠光体组织冲击韧性在4．2—4．7J／em之间波动，总体变化不开始球化，但是球化后的珠光体颗粒较大，从而硬度大。结合各温度下组织的变化情况，可以看出，在整略有下降。当正火温度高于1000℃时，其硬度升个温度范围内正火，尽管各阶段组织有所不同，但对高，并且正火温度高于1050℃时硬度陡增，这是因韧性有重要影响，即沿晶界分布的共晶碳化物在各为随加热温度进一步升高，奥氏体化进程加快，而且温度下始终存在，从而使韧性整体上变化不大且处含铬的共晶碳化物溶解量增大，碳及合金元素Cr在于较低水平。奥氏体中的溶解度增加，奥氏体的稳

8、定性增加，C曲线右移，淬透性提高，Ms点降低。上述变化随正火加热温度的提高，变化越明显。冷却过程中奥氏体中的未溶碳化物与析出的二次碳化物程弥散状态分布在基体上，Ms点以下奥氏体转变为马氏体，形成了马氏体与基体上的弥散碳化物+少量残余奥氏体+共晶碳化物的组织形态(见图6、图7)，使硬度明显提高。试样在1100～1150℃加热，共晶碳化物溶解增加，空冷后组织二次碳化物变得短小