热处理及合金元素对高铬铸铁组织与性能的影响研究

摘要

本文主要是对不同类型以及添加合金元素的高铬铸铁进行不同形式的热处理，来探讨热处理以及合金元素的添加对高铬铸铁的性能所产生的影响，通过金相显微、X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）对其组织进行观察分析，再通过维氏硬度测试、摆锤式冲击试验、往返式滑动摩擦试验对其性能的测试，结果如下：
　　(1)对Cr22高铬铸铁加热到不同温度保温3 h之后，取出空气淬火到室温，再250℃保温2 h回火处理，得到的实验材料的组织为：回火马氏体+残余奥氏体+碳化物。随着淬火温度的升高，实验材料的硬度值呈现先增加后降低的趋势，耐磨性先增强后降低，并且在980℃淬火时，硬度值达到最大，耐磨性最佳。
　　(2)对Cr22高铬铸铁进行升温到1050℃保温3 h之后，取出空气淬火，又在不同温度下保温2 h回火处理，得到的实验材料基体组织随着温度的升高依次为回火马氏体、回火屈士体、回火索式体。材料的硬度值在回火温度达550℃时，出现二次硬化现象，硬度值达到最大。550℃时候的耐磨性能也是最佳的。
　　(3)对Cr22进行软化热处理，得到实验材料的组织为：珠光体+碳化物。软化处理后的材料硬度值大幅度降低，但是其冲击韧性较好。
　　(4)对高铬铸铁分别添加1％的Nb和1％的Mo，分别进行时效处理和调质处理，添加合金元素的材料在时效处理后的硬度比未添加的要低，但是经调质处理后的两种添加合金元素的实验材料，都产生了十分明显的二次硬化现象，硬度值比未添加的材料高很多。添加Nb的材料组织中出现了NbC细小颗粒，且耐磨性能提升很大，添加Mo的材料硬度值增加很多。总之，Nb和Mo的添加使得高铬铸铁的性能能够得到一定程度的增强。

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第1章 绪论

1. 1 引言

1. 2 磨粒磨损研究概况

1. 3 金属耐磨材料的种类

1. 4 高铬铸铁概况

1. 5 本课题的目的、意义及研究内容

第2章 试验方法及测试原理

2. 1 实验材料和设备

2. 2 实验材料的熔炼

2. 3 实验材料的热处理

2. 4 实验材料微观组织和相观察

2. 5 实验材料的宏观力学性能测试

第3章 热处理对高铬铸铁组织与性能的影响

3. 1 引言

3. 2 淬火温度对组织与性能的影响

3. 3 回火温度对组织与性能的影响

3. 4 软化热处理对组织与性能的影响

3. 5 本章小结

第4章 合金元素对高铬铸铁的组织与性能的影响

4. 1 引言

4. 2 实验方案

4. 3 结果分析

4. 4 本章小结

第5章 总结与展望

5 .1 总结

5 .2 展望

参考文献

致谢

个人简历、攻读硕士期间发表的学术论文