纳米TiN增强导卫板铸渗层的组织研究.pdf

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1、第33卷第5期河南科技大学学报：自然科学版Vo1．33No．52012年10月JournalofHenanUniversityofScienceandTechnology：NaturalScience0ct．2O12文章编号：1672—6871(2012)05—0001—03纳米TiN增强导卫板铸渗层的组织研究谢敬佩，郭正，邵星海，王文焱，李炎(1．河南科技大学材料科学与工程学院，河南洛阳471003；2．中原工学院纺织学院，河南郑州450007)摘要：通过铸渗工艺在导卫板ZG35表面制备出纳米TiN高铬铸铁铸渗层，并借助扫描电镜、x

2、射线衍射仪和透射电镜等方法研究了加入不同含量纳米TiN对铸渗层显微组织的影响。研究结果表明：铸渗层由奥氏体基体和(cr，Fe)c碳化物组成，纳米Ti弥散分布于奥氏体基体中，能够细化组织并促进碳化物由紧凑的网状分布向不连续的网状分布转变。关键词：导卫板；铸渗层；纳米TiN；微观组织中图分类号：TB36文献标志码：A0前言导卫板是传输轧件的关键装置，主要用于轧件的传导。导卫板工作时与滑动的高温轧件不断接触摩擦而产生磨损，虽然有冷却水强制降温，但是导卫板工作面的温度仍能达到数百度¨，因此，导卫板应具有良好的耐高温耐磨损性能。20世纪80年代

3、末，随着高速线材轧机的引进，高铬铸铁导卫板被研发出来，虽然耐磨性能得到了明显的提高，但仍不能满足生产需要，而且高铬铸铁导卫板存在脆性大以及热疲劳抗力差等不足，使用中易出现剥落和脆裂。进一步研究适合于制造导卫板的新型耐磨材料是轧钢工业亟需解决的重要问题。为了进一步提高导卫板表面合金材料的耐磨性能，国内外科研工作者开始研究了激冷铸铁表面喷涂、低碳马氏体高强度耐磨合金、硬质合金弥散强化高合金钢、硬质合金强化高铬铸铁等材料。本文采用普通砂型铸渗法，制备出经纳米TiN颗粒细晶强化和弥散强化的高碳铬渗层，并研究了加入不同含量纳米TiN对其显微组织

4、的影响和纳米颗粒的强化机理。1试验方法使用自制的合金粉末作为铸渗材料(主要成分是高碳铬铁，加入适量的Ni粉以提高淬透性)，加入不同含量的纳米TiN粉末，在拌料机上充分混匀后加入适量的酚醛树脂、硼砂、酒精等，配制成纳米TiN粉体质量分数分别为0％、0．5％、1．0％、1．5％的铸渗剂涂层。将铸渗剂涂层编号后分别涂于砂型内壁，点燃烘干后用1600℃的ZG35钢液浇铸成型。线切割加工成10．0mm×10．0mm×10．0mm方块试样和10．0mm×10．0mm×0．5mm(在铸渗层中取样)薄片试样用于显微组织分析。将方块试样磨平后在德国Br

5、uxD-8x射线衍射仪(XRD)上进行物相分析；磨制抛光用王水腐蚀后在配有能谱仪(EDX)的JSM一5610LV扫描电镜(SEM)下进行分析；将薄片试样制备成厚度为50m以下的3mm透射试样，进行离子减薄之后在JSM2100高分辨透射电子显微镜(TEM)下观察。通过SEM、EDX、XRD、TEM等试验方法观察铸渗层组织中晶粒大小，物相组成，碳化物分布形态，纳米颗粒分布形态，分析纳米TiN加入量对铸渗层组织的影响和作用机理。2试验结果和分析2．1结合界面分析通过观察，在试样表面形成了一层明显区别于ZG35材料的铸渗层，铸渗层与ZG35之

6、间有着明显的结合界面。利用扫描电镜对结合界面处的显微组织进行分析，结果见图i。由图1可看出：铸渗层与基金项目：河南省国际科技合作基金项目(084300510006)；河南科技大学博士科研基金项目(2008bs025)作者简介：谢敬佩(1957一)，男，河南安阳人，教授，博士，博士生导师，主要从事新型耐磨材料及摩擦磨损机理研究收稿日期：2012一O7—25·8·河南科技大学学报：自然科学版2012征参考文献：『1]HeJG，WenJB，LiXD．InfluenceofGaandBionElectrochemicalPerformance

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