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Cr15C3白口铸铁的CCT曲线及热处理工艺
作者:管理员    发布于:2015-12-30 13:42:37    文字:【】【】【

  试验研究bookmark0 Cr15C3白口铸铁的CCT曲线及热处理工艺张羊换(包头钢 铁学院材料科学与工程系,内蒙古包头014010)白口铸铁组织性能的影响,得出了最佳热 处理工艺曲线高铬白口铸铁作为耐磨 材料已在冶金、水泥、电力等工业 部门被广泛 应用,其优良的耐磨性具有不可替代的优势尽管高铬白口铸铁磨球、衬板、破碎机颚板、锤头的研究与应用已取得了 巨大的成功,但改善高铬白口铸 铁的韧性,扩大其应用领域仍是国内外学者关注的焦点目前,国内外研 究高铬白口 铸铁的共同 特点是通过调整成分并配以适当的热 处理来改善基体组织及碳化物形 态,以获得耐 磨性与韧性的最佳配合据报道,加入适量稀土变质处理可显著改善高铬白口铸铁 的韧性由于受 资源条件及生产成本 的限制,国内用于耐磨材料的高铬白口铸铁的铬含量一般为13%~15%,关于Cr15C3白口铸铁的CCT曲线及稀土的影响还未见深入报道本试验通过对Cr15C3的CCT曲线的测定及热处理工艺参数 对组织性 能影响的研究,确定了Cr15C3白口铸 铁的最佳热处理工艺。

  1试验材料及试验方法1.1试验 用材料的冶炼、铸造及热处理工艺试验材料用50kg酸性中频感应电炉熔炼,原料为废旧碳素钢、高碳铬铁、高碳锰铁、75号硅铁钒钛铁粉及混合稀土合金待炉料熔 化后,用双铂铑 热 电偶测试铁水温度,达到1500~1550°C时,加入纯铝脱氧用炉前冲入法加入钒钛铁粉及稀土合金。冷却到约1400°C时,开始浇铸。测试CCT曲线的试棒 用覆膜砂铸造,测 试力学 性能的试棒 用普通砂型铸造1.2CCT曲线的测定15(mm)的铸造圆棒重新加热到980°C,保温90min后空冷,使―次碳化物在保温 过次碳化物;将铸造 圆棒精磨,使其直径为10mm,用钼丝切割机切成10<15(爪爪)的试样,在0匕-1500热模拟试验机上测试Cr15C3的CCT曲线奥氏体化温度 为980°C,加热速度为5C/s,保温20min后,测 定不同冷速连续冷却时 的相变点,绘制CCT图。

  3力学性能测试及显微组织观察采用普通砂型单体铸造冲击、静弯试样。冲击试样的尺寸为10(10(55(mm)将冲击、静弯试样于不同温度加热,分别在20*机 油和空气中冷却后,在井式回火炉中用不同温度回 火90min然后分别测试淬火、淬火+回火试样的T和ebb,并在洛氏硬度计上测试各种状态 下的硬度。冲击试验每组7个试样,静弯试验每组5个试样,硬度 试验每 个试样测3点,各取其平均值。

  用光学 显微镜观察铸态及各种热 处理下的显微组织,用磁性法测定淬火、淬火+回火状态下的 残 留 奥氏体量2试验结果与分析1 试验用材 料的化学成分试验用高铬白口铸铁的化学成分如表1所示表1中的稀土含量为残留量2.2 CCT曲线及稀土的影响AB成分高铬白口 铸铁的CCT曲线如所 示金属材  料专业的教学与科研工作,研究方向为耐磨材料的研究与应用,已发表论文30余篇1998年 被内蒙古自治区确 定可看 出,加入0. 0秘的稀土后,G.15C3白口铸铁CCT表1 试验 用材料的化学成分(质量分数,%)曲线的基本 形状不变,但明显向右下方移动。60th650°C珠光体转变孕育期由 约10min增至25min,说明稀土增加了过冷奥氏体的稳定性稀土元素是内吸附元素,大多偏聚于晶 界。加入0. %稀土可 使奥氏体晶界能 降低约30%珠光体粒状贝氏体均在奥氏体晶界优 先成核,晶 界能降低会阻碍铁素体 碳化物形核,从而延长孕育期, 提高过冷奥氏体的稳定性,使CCT曲线右移。表明,稀土推迟珠光体相变的作用较大,而推迟贝氏体 相变的作用较小,这是两种组织转变机理不同所致2.3热处理工艺参数对组织性能的影响2.3.1淬火温度对组织性能的影响将B成分的冲击、静弯 试样在不同温度加热,分别在2C  机油及空 气介质中冷却 后,测得 淬火温度与THRC和e之间的关系如可见,HRC及e随淬火加温度变化有一极 大值。而T 在加热温度低于1000°c时,变化不显著, 当加热温度高于1增加幅度显者增大这 是由于随淬火 加热温度变化,奥氏体中溶入的碳及 合金元素的量不同,而导致淬火后形 成的马氏体及残留奥氏体量不同 的结果随淬火加热温度的变化,显微组 织的变化如所示随淬火加热温度升高,残留奥氏体量增加这显然与所示的性能变化规律相一致I不同加热温度油淬后的显微组织变 化2.3.2回火温度对组织性能的影响将不同温度加热油淬的B成分冲击金相试样,分别在不同温度回火后,测得回 火温度与HRCT的关系如所示。可见,淬火马氏体的回火稳定性较高,回火温度低于400C时,硬度基本保持不 变。这表明在此温区回火时,以淬火马氏体分解为主,并伴有钒、钛碳化物析出和极少量残留奥氏体分解双重因素共同 作用,使硬度基本保持 不变当回火温 度超过500C后,硬度下降幅度增大当淬火温度高于1050C,在50(C左右回火时,硬度出现峰值,这是残留奥氏体在该温区迅 速分解的结果回火温度与HRCT的关系回火温度对韧 性的影响包括两方面:一方面,随回火温度升高,马氏体分 解更加彻底,使韧性提高;另一方面,随回火温度升高,残留奥氏体分解加速,使韧性下降。双重因素作用的结果,必然在某一回火 温度区出现韧性峰值由于淬火温度不同,淬火马氏体及残留奥不相 同。

  由可见, 随回火 温度升高,淬火马氏体及残留奥 氏体分解形成(a+M7G)聚合物组织,共晶碳化物由长条状向团 块状、短杆状转化。

  1000°C加热油淬后不同 回火温度下的显 微组织4Cr15C3白口铸铁的热处理工艺综 合分析~5的结果,可得出Cr15C3白口铸 铁的热处理工艺曲 线如40C二次回火的目的是为了使残留奥氏体分解 形成的马氏体通过回火进一步分解为(a+M7G)聚 合物组织经工艺热处理后,B成分Cr15C3 白口铸铁的硬度 可达58~ 3结论试验测得Cr15C3白口铸铁的CCT曲线,加入约0.08%的稀土不改变CCT曲线的 基本形状,但使CCT曲线向右下方移动说明稀 土使过冷奥氏体的稳定性增加,使相变温度下降通过热处理工艺参数对C.15C3白 口铸铁组织性能影响的研究,获得了15C3白口铸铁的最佳热处理工艺工 艺为:1 030C加热油淬,550C和400C回火二次。

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