稀土高硫钢硫化物形态及性能的研究

摘要

硫化物夹杂的形态、尺寸和分布对钢的性能有很大的影响。本文通过加入稀土球化剂和控制浇铸冷却速度的方法,控制高硫钢中硫化物的形态。实验中采用定量金相的方法研究不同稀土球化剂加入量和不同冷却速度下铸态高硫钢中硫化物的形态和尺寸,采用扫描电镜和能谱分析等手段研究了硫化物的分布和化学成分。根据钢的成分制定了不同的热处理工艺,并采用相同的分析方法研究了热处理后硫化物的形态。最后测试了耐磨性和机械性能,阐述了相关机理。
　　 稀土球化剂可使硫化物的形态趋向球化,本实验中的稀土加入量为0.075％、0.15％和0.30％,研究表明稀土球化剂加入量为0.15％时效果更佳；高硫钢中硫化物的形态与浇铸时的冷却速度也有很大关系。研究表明冷却速度越快,晶内硫化物由0.53％增加到4.78％,晶界硫化物由14.1％减少到3.38％,硫化物的长宽比显著减小。高硫钢较为合理的热处理工艺为860℃淬火+200℃回火。热处理后硫化物的球化趋势显著,尺寸变小,长宽比进一步减小:硫化物可随淬火温度的升高而长大,同样在高温回火时也可见硫化物的长大现象。
　　 在低载荷无润滑的干摩擦实验下,高硫钢的耐磨性优于GCr15。采用厚铁模浇铸的稀土加入量为0.15％的高硫钢试样其磨损量仅为GCr15钢的1／3。经调质处理后,高硫钢的抗拉强度可达487 MPa,冲击韧性值仅为3.76 J／cm2,为典型的脆性材料。