硼對含碳化物等溫淬火球墨鑄鐵組織和性能的影響.pdf

1、含碳化物等溫淬火球墨鑄鐵(CADI)是在等溫淬火球墨鑄鐵(ADI)的基礎(chǔ)上派生出來的一種新型的工程結(jié)構(gòu)材料。CADI因其優(yōu)異的耐磨性、足夠的強(qiáng)韌性和成本較低等優(yōu)勢，成為21世紀(jì)關(guān)注的熱點(diǎn)材料之一，具有良好的應(yīng)用前景。
　　 本文通過組織觀察、能譜分析、X射線衍射分析、洛氏硬度測試、沖擊韌度測試、耐磨性測試、掃描電鏡斷口及磨損表面分析研究了硼及等溫淬火溫度對CADI組織和性能的影響。
　　 試驗(yàn)結(jié)果表明，在所研究的硼含量范

2、圍內(nèi)(0.020％～0.062％)，CADI的鑄態(tài)組織由石墨球、珠光體、一定數(shù)量的碳化物和極少量的鐵素體組成。隨著硼含量的增加，石墨球數(shù)量逐漸減少，石墨球徑逐漸增大，石墨球圓整度逐漸降低，基體中珠光體數(shù)量有所增加，片層間距逐漸減小，碳化物的數(shù)量有一定程度的增加。
　　 硼對CADI熱處理后的組織和性能的影響:不同含硼量試樣經(jīng)過900℃奧氏體化保溫1.5h+250℃等溫淬火保溫1.5h后，組織由石墨球、針狀鐵素體、殘余奧氏體及碳化

3、物組成。隨著硼含量的增加，碳化物和針狀鐵素體的數(shù)量增加，針狀鐵素體得到細(xì)化。鉬、銅元素在基體中均勻分布，鉻主要以(Cr, Fe)7C3的形式存在，錳主要以(Fe，Mn)3C存在，硼主要以Fe2B和Fe23(CB)6存在。隨著硼含量的增加，CADI的硬度逐漸從55.8HRC增加到57.1HRC，沖擊韌度從9.6J/cm2逐漸降低到8.3J/cm2，磨損率在0.198mg/m～0.181 mg/m范圍內(nèi)持續(xù)減小，耐磨性逐漸提高。
　　

4、 等溫淬火溫度對CADI組織和性能的影響:在不同等溫溫度下，含硼量0.047％的試樣經(jīng)等溫淬火熱處理后，組織由石墨球、針狀鐵素體、殘余奧氏體、碳化物及少量的馬氏體組成。隨著等溫溫度由220℃升高至310℃，組織中馬氏體逐漸減少直至消失，殘余奧氏體數(shù)量增多，針狀鐵素體逐漸粗化，CADI的硬度由59HRC逐漸降低至53HRC，沖擊韌度值由6.4J/cm2逐漸升高至10.2J/cm2，沖擊斷口形貌也由具有解理臺階和河流花樣特性的脆性斷裂逐漸

5、變?yōu)榫哂胁糠猪g窩和撕裂棱的準(zhǔn)解理斷裂，磨損率在0.179mg/m～0.206 mg/m范圍內(nèi)逐漸升高，耐磨性持續(xù)降低，磨損表面特性逐漸由微觀切削機(jī)制轉(zhuǎn)變?yōu)槲⒂^切削和微觀剝落機(jī)制。
　　 通過研究不同硼含量和等溫淬火溫度對CADI組織和性能的影響，優(yōu)化出的含硼量0.047％的試樣經(jīng)過900℃奧氏體化保溫1.5h+250℃等溫淬火1.5h具有良好的綜合性能，其組織由石墨球、針狀鐵素體、殘余奧氏體和一定數(shù)量的碳化物組成，洛氏硬度達(dá)到5