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1、第16卷第5期重慶科技學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)2014年10月高鉻鑄鐵的正火組織與性能研究仵海東馮妮李韜高柳君劉筱薇(重慶科技學(xué)院冶金與材料工程學(xué)院，重慶401331)摘要：研究正火溫度對(duì)新型高鉻鑄鐵組織、硬度(HRC)及沖擊韌性的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明高鉻鑄鐵在800～950℃正火時(shí)，其組織由珠光體+少量鐵素體十網(wǎng)狀共晶碳化物組成；在1000—1050℃正火時(shí)，碳化物溶解析出，珠光體球化，得到鐵素體基體上分布的粒狀碳化物+共晶碳化物十少量珠光體，硬度略有降低；在1100—1150℃正火時(shí)，共晶碳化物溶解得更多，冷卻過
2、程中奧氏體中析出彌散碳化物，冷卻后得到馬氏體(過飽和鐵素體)基體上彌散碳化物+共晶碳化物，硬度明顯升高，并在1150℃時(shí)硬度達(dá)到最大值，在800～1150℃正火加熱溫度范圍內(nèi)，沖擊韌性在4．2—4．7J／em2之間波動(dòng)，總體變化不大。關(guān)鍵詞：高鉻鑄鐵；正火；組織；性能中圖分類號(hào)：TQ03文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1673—1980(2014)05—0104—03高鉻鑄鐵是繼普通白口鑄鐵、高錳鋼和鎳硬鑄量為16．0％一19．0％，且含有少量的Al、Si、Mn、Ti鐵之后的第三代抗磨材料，它的室溫組織是馬氏體及稀土等元
3、素。采用中頻感應(yīng)爐熔煉，澆注成爐排，上均勻分布著的高硬度金屬型碳化物，且彼此孤立在爐排中取樣，利用線切割機(jī)試樣切割成50mm×分布，不連成網(wǎng)狀，大大減小了對(duì)基體的割裂。使其10mmX10mm的長(zhǎng)方體，然后在試樣中心開2mm在抗磨的同時(shí)還有一定的韌性。因此，高鉻鑄鐵在的U型缺口制成沖擊試樣。然后對(duì)制好的試樣進(jìn)采礦、鋪路、建筑和電力等行業(yè)應(yīng)用廣泛J。影響行熱處理，具體熱處理工藝溫度見表1，保溫時(shí)間為鉻系白口鑄鐵性能的主要因素為鉻碳比及熱處理工2h，冷卻方式均為空冷。藝，因此研究鉻元素的作用及熱處理工藝尤為必表1試樣熱
4、處理工藝要_3一j。目前高鉻鑄鐵的熱處理方式主要為加熱到試樣1#2#3#4#5#6#7#8#950～1000℃后，經(jīng)保溫空冷淬火后再進(jìn)行200—加熱溫度，℃8008509009501000105011001150260oC的低溫回火。高溫球化處理即是在1140—1180℃保溫16h后空冷卻，可以明顯提高沖擊韌將鑄態(tài)試樣放人箱式加熱爐中，以350qC／h的度和耐磨性能。但這些方式都比較復(fù)雜且成本較速度升溫加熱，保溫2h后取出試樣，在常溫下空高，而正火的熱處理工序相對(duì)簡(jiǎn)便，若高鉻鑄鐵用正冷。將熱處理后的試樣用沖擊試驗(yàn)
5、機(jī)進(jìn)行沖擊試火處理后的使用性能可以與其他復(fù)雜熱處理相當(dāng)，驗(yàn)，將沖擊后的試樣表面磨光，去掉氧化皮，利用布則可以大大減小生產(chǎn)成本，縮短生產(chǎn)周期。本文研氏硬度機(jī)測(cè)出不同熱處理后的試樣的洛氏硬度。然究正火溫度對(duì)一種可以用于垃圾焚燒發(fā)電爐排的新后借助XJP一6A型號(hào)的金相顯微鏡對(duì)鑄態(tài)及各個(gè)型高鉻鑄鐵組織與性能的影響，從而找出溫度與組熱處理狀態(tài)下的試樣進(jìn)行顯微組織觀察，最后用織性能的變化規(guī)律，為該材料的推廣應(yīng)用提供實(shí)驗(yàn)S一3700N型號(hào)的電子顯微鏡進(jìn)行微觀分析。依據(jù)。2實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論1實(shí)驗(yàn)材料及方法2．1正火溫度對(duì)高鉻鑄鐵組
6、織的影響實(shí)驗(yàn)所選材料C含量為1．60％～1．80％，Cr含經(jīng)過不同的正火加熱溫度處理后可以得到不同收稿日期：2014—05—12基金項(xiàng)目：重慶市科委攻關(guān)項(xiàng)目(2011ACA115)子課題；重慶科技學(xué)院大學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目(2013031)作者簡(jiǎn)介：仵海東(1964一)，男，山西平遙人，副教授，研究方向?yàn)榻饘俨牧瞎虘B(tài)相變及表面處理?！?04·仵海東，等：高鉻鑄鐵的正火組織與性能研究之間波動(dòng)，但正火溫度在850—1000℃之間時(shí)硬度800—1150℃溫度范圍內(nèi)，隨著正火溫度的升高，其略有下降，這是因?yàn)樵谶@段溫度區(qū)間里，
7、珠光體組織沖擊韌性在4．2—4．7J／em之間波動(dòng)，總體變化不開始球化，但是球化后的珠光體顆粒較大，從而硬度大。結(jié)合各溫度下組織的變化情況，可以看出，在整略有下降。當(dāng)正火溫度高于1000℃時(shí)，其硬度升個(gè)溫度范圍內(nèi)正火，盡管各階段組織有所不同，但對(duì)高，并且正火溫度高于1050℃時(shí)硬度陡增，這是因韌性有重要影響，即沿晶界分布的共晶碳化物在各為隨加熱溫度進(jìn)一步升高，奧氏體化進(jìn)程加快，而且溫度下始終存在，從而使韌性整體上變化不大且處含鉻的共晶碳化物溶解量增大，碳及合金元素Cr在于較低水平。奧氏體中的溶解度增加，奧氏體的穩(wěn)
8、定性增加，C曲線右移，淬透性提高，Ms點(diǎn)降低。上述變化隨正火加熱溫度的提高，變化越明顯。冷卻過程中奧氏體中的未溶碳化物與析出的二次碳化物程彌散狀態(tài)分布在基體上，Ms點(diǎn)以下奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，形成了馬氏體與基體上的彌散碳化物+少量殘余奧氏體+共晶碳化物的組織形態(tài)(見圖6、圖7)，使硬度明顯提高。試樣在1100～1150℃加熱，共晶碳化物溶解增加，空冷后組織二次碳化物變得短小
