燒結(jié)亞共晶高鉻鑄鐵的制備以及組織與性能研究.pdf

1、高鉻鑄鐵作為一種的優(yōu)異耐磨材料，在采礦、水泥等工業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)獲得了廣泛應(yīng)用。然而，傳統(tǒng)鑄造方法生產(chǎn)的高鉻鑄鐵的顯微組織存在基體金屬晶粒和碳化物尺寸粗大的問(wèn)題，使得其強(qiáng)度和韌性偏低。不但限制了其突出耐磨性能的充分發(fā)揮，而且難以滿足苛刻工況應(yīng)用中的性能要求。鑒于此，本文以氣/水霧化粉末為原料，采用超固相液相燒結(jié)技術(shù)制備具有均勻細(xì)小微觀組織的亞共晶高鉻鑄鐵。
　　首先，研究燒結(jié)工藝對(duì)燒結(jié)亞共晶高鉻鑄鐵組織性能的作用規(guī)律，并與成分相近的鑄造

2、高鉻鑄鐵進(jìn)行對(duì)比。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:不同的霧化介質(zhì)對(duì)粉末的組織形貌及燒結(jié)性能有很大影響。氣霧化和水霧化粉末的有效燒結(jié)溫度區(qū)間分別為1230℃～1275℃和1205℃～1254℃。燒結(jié)亞共晶高鉻鑄鐵組織主要由M7C3碳化物和馬氏體以及少量奧氏體組成，碳化物均勻的分布在基體上。隨燒結(jié)溫度升高，燒結(jié)亞共晶高鉻鑄鐵的致密化速率先快后慢，晶粒和碳化物發(fā)生長(zhǎng)大粗化。氣霧化和水霧化粉末制備的亞共晶高鉻鑄鐵的最大燒結(jié)密度均達(dá)到7.63g/cm2，硬度最大值

3、分別為HRC63.0和HRC64.5。由于顯微組織得到了明顯改善，燒結(jié)亞共晶高鉻鑄鐵的抗彎強(qiáng)度和沖擊韌性都明顯高于相近合金成分的鑄造高鉻鑄鐵。采用氣霧化粉末在1245℃制備的燒結(jié)制品沖擊韌性為7.8J/cm2，抗彎強(qiáng)度為2365MPa;采用水霧化粉末在1210℃制備的燒結(jié)制品沖擊韌性為6.5J/cm2，抗彎強(qiáng)度為2122MPa。而相近合金成分的鑄造高鉻鑄鐵沖擊韌性和抗彎強(qiáng)度分別為2.4J/cm2和1008MPa。
　　其次，采用淬

4、火+回火處理，研究熱處理工藝對(duì)燒結(jié)亞共晶高鉻鑄鐵組織性能的影響規(guī)律。隨淬火溫度的升高，一次碳化物發(fā)生溶解、聚集長(zhǎng)大和球化，次碳化物則先析出后溶解。晶粒無(wú)明顯長(zhǎng)大，馬氏體板條尺寸逐漸長(zhǎng)大，殘余奧氏體含量增加。燒結(jié)亞共晶高鉻鑄鐵宏觀硬度出現(xiàn)先增長(zhǎng)后減少的趨勢(shì)，最大值達(dá)到66.5HRC。沖擊韌性和抗彎強(qiáng)度均在950℃淬火溫度取得最大值，分別為6.4J/cm2和2110MPa，超過(guò)950℃，沖擊韌性和抗彎強(qiáng)度顯著下降。
　　選取經(jīng)950℃

5、淬火處理的燒結(jié)亞共晶高鉻鑄鐵進(jìn)行回火處理。隨回火溫度的升高形成α相和二次碳化物組成的混合組織，二次碳化物發(fā)生粗化長(zhǎng)大。溫度繼續(xù)升高，混合組織向更加穩(wěn)定的屈氏體組織轉(zhuǎn)變。宏觀硬度隨回火溫度的升高先緩慢上升后急劇下降，最大值為HRC62?；鼗饻囟葹?50℃時(shí)，沖擊韌性和抗彎強(qiáng)度達(dá)到最大值，分別為8.0J/cm2和2452MPa。
　　最后，通過(guò)沖擊磨粒磨損試驗(yàn)，并與相近成分鑄造高鉻鑄鐵進(jìn)行對(duì)比，研究燒結(jié)亞共晶高鉻鑄鐵的沖擊磨粒磨損性能