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Cr15C3白口鑄鐵的CCT曲線及熱處理工藝
作者:管理員    發布于:2015-12-30 13:42:37    文字:【】【】【

  試驗研究bookmark0 Cr15C3白口鑄鐵的CCT曲線及熱處理工藝張羊換(包頭鋼鐵學院材料科學與工程系,內蒙古包頭014010)白口鑄鐵組織性能的影響,得出了最佳熱處理工藝曲線高鉻白口鑄鐵作為耐磨材料已在冶金、水泥、電力等工業部門被廣泛應用,其優良的耐磨性具有不可替代的優勢盡管高鉻白口鑄鐵磨球、襯板、破碎機顎板、錘頭的研究與應用已取得了巨大的成功,但改善高鉻白口鑄鐵的韌性,擴大其應用領域仍是國內外學者關注的焦點目前,國內外研究高鉻白口鑄鐵的共同特點是通過調整成分并配以適當的熱處理來改善基體組織及碳化物形態,以獲得耐磨性與韌性的最佳配合據報道,加入適量稀土變質處理可顯著改善高鉻白口鑄鐵的韌性由于受資源條件及生產成本的限制,國內用于耐磨材料的高鉻白口鑄鐵的鉻含量一般為13%~15%,關于Cr15C3白口鑄鐵的CCT曲線及稀土的影響還未見深入報道本試驗通過對Cr15C3的CCT曲線的測定及熱處理工藝參數對組織性能影響的研究,確定了Cr15C3白口鑄鐵的最佳熱處理工藝。

  1試驗材料及試驗方法1.1試驗用材料的冶煉、鑄造及熱處理工藝試驗材料用50kg酸性中頻感應電爐熔煉,原料為廢舊碳素鋼、高碳鉻鐵、高碳錳鐵、75號硅鐵釩鈦鐵粉及混合稀土合金待爐料熔化后,用雙鉑銠熱電偶測試鐵水溫度,達到1500~1550°C時,加入純鋁脫氧用爐前沖入法加入釩鈦鐵粉及稀土合金。冷卻到約1400°C時,開始澆鑄。測試CCT曲線的試棒用覆膜砂鑄造,測試力學性能的試棒用普通砂型鑄造1.2CCT曲線的測定15(mm)的鑄造圓棒重新加熱到980°C,保溫90min后空冷,使―次碳化物在保溫過次碳化物;將鑄造圓棒精磨,使其直徑為10mm,用鉬絲切割機切成10<15(爪爪)的試樣,在0匕-1500熱模擬試驗機上測試Cr15C3的CCT曲線奧氏體化溫度為980°C,加熱速度為5C/s,保溫20min后,測定不同冷速連續冷卻時的相變點,繪制CCT圖。

  3力學性能測試及顯微組織觀察采用普通砂型單體鑄造沖擊、靜彎試樣。沖擊試樣的尺寸為10(10(55(mm)將沖擊、靜彎試樣于不同溫度加熱,分別在20*機油和空氣中冷卻后,在井式回火爐中用不同溫度回火90min然后分別測試淬火、淬火+回火試樣的T和ebb,并在洛氏硬度計上測試各種狀態下的硬度。沖擊試驗每組7個試樣,靜彎試驗每組5個試樣,硬度試驗每個試樣測3點,各取其平均值。

  用光學顯微鏡觀察鑄態及各種熱處理下的顯微組織,用磁性法測定淬火、淬火+回火狀態下的殘留奧氏體量2試驗結果與分析1試驗用材料的化學成分試驗用高鉻白口鑄鐵的化學成分如表1所示表1中的稀土含量為殘留量2.2 CCT曲線及稀土的影響AB成分高鉻白口鑄鐵的CCT曲線如所示金屬材料專業的教學與科研工作,研究方向為耐磨材料的研究與應用,已發表論文30余篇1998年被內蒙古自治區確定可看出,加入0. 0秘的稀土后,G.15C3白口鑄鐵CCT表1試驗用材料的化學成分(質量分數,%)曲線的基本形狀不變,但明顯向右下方移動。60th650°C珠光體轉變孕育期由約10min增至25min,說明稀土增加了過冷奧氏體的穩定性稀土元素是內吸附元素,大多偏聚于晶界。加入0. %稀土可使奧氏體晶界能降低約30%珠光體粒狀貝氏體均在奧氏體晶界優先成核,晶界能降低會阻礙鐵素體碳化物形核,從而延長孕育期,提高過冷奧氏體的穩定性,使CCT曲線右移。表明,稀土推遲珠光體相變的作用較大,而推遲貝氏體相變的作用較小,這是兩種組織轉變機理不同所致2.3熱處理工藝參數對組織性能的影響2.3.1淬火溫度對組織性能的影響將B成分的沖擊、靜彎試樣在不同溫度加熱,分別在2C機油及空氣介質中冷卻后,測得淬火溫度與THRC和e之間的關系如可見,HRC及e隨淬火加溫度變化有一極大值。而T在加熱溫度低于1000°c時,變化不顯著,當加熱溫度高于1增加幅度顯者增大這是由于隨淬火加熱溫度變化,奧氏體中溶入的碳及合金元素的量不同,而導致淬火后形成的馬氏體及殘留奧氏體量不同的結果隨淬火加熱溫度的變化,顯微組織的變化如所示隨淬火加熱溫度升高,殘留奧氏體量增加這顯然與所示的性能變化規律相一致I不同加熱溫度油淬后的顯微組織變化2.3.2回火溫度對組織性能的影響將不同溫度加熱油淬的B成分沖擊金相試樣,分別在不同溫度回火后,測得回火溫度與HRCT的關系如所示。可見,淬火馬氏體的回火穩定性較高,回火溫度低于400C時,硬度基本保持不變。這表明在此溫區回火時,以淬火馬氏體分解為主,并伴有釩、鈦碳化物析出和極少量殘留奧氏體分解雙重因素共同作用,使硬度基本保持不變當回火溫度超過500C后,硬度下降幅度增大當淬火溫度高于1050C,在50(C左右回火時,硬度出現峰值,這是殘留奧氏體在該溫區迅速分解的結果回火溫度與HRCT的關系回火溫度對韌性的影響包括兩方面:一方面,隨回火溫度升高,馬氏體分解更加徹底,使韌性提高;另一方面,隨回火溫度升高,殘留奧氏體分解加速,使韌性下降。雙重因素作用的結果,必然在某一回火溫度區出現韌性峰值由于淬火溫度不同,淬火馬氏體及殘留奧不相同。

  由可見,隨回火溫度升高,淬火馬氏體及殘留奧氏體分解形成(a+M7G)聚合物組織,共晶碳化物由長條狀向團塊狀、短桿狀轉化。

  1000°C加熱油淬后不同回火溫度下的顯微組織4Cr15C3白口鑄鐵的熱處理工藝綜合分析~5的結果,可得出Cr15C3白口鑄鐵的熱處理工藝曲線如40C二次回火的目的是為了使殘留奧氏體分解形成的馬氏體通過回火進一步分解為(a+M7G)聚合物組織經工藝熱處理后,B成分Cr15C3白口鑄鐵的硬度可達58~ 3結論試驗測得Cr15C3白口鑄鐵的CCT曲線,加入約0.08%的稀土不改變CCT曲線的基本形狀,但使CCT曲線向右下方移動說明稀土使過冷奧氏體的穩定性增加,使相變溫度下降通過熱處理工藝參數對C.15C3白口鑄鐵組織性能影響的研究,獲得了15C3白口鑄鐵的最佳熱處理工藝工藝為:1 030C加熱油淬,550C和400C回火二次。

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