热处理工艺对新型高铬铸铁组织及性能的影响

摘要

高铬铸铁作为第三代耐磨铸铁材料在矿山、电力、冶金等领域已得到广泛的应用。铸态条件下使用的高铬铸铁耐磨性较差，使用寿命短，而传统的淬火回火工艺虽然能显著提高高铬铸铁的硬度，但韧性不足，铸件变形开裂倾向大。本文在同课题组邓进俊研制的新型高铬铸铁的基础上，研究热处理工艺对新型高铬铸铁组织及性能的影响，使新型高铬铸铁获得较合理的强韧配合。
　　借助金相光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、洛氏硬度计、显微硬度计及摆锤式冲击试验机系统研究了亚临界处理及等温淬火工艺对高铬铸铁组织及性能的影响。结果表明，新型高铬铸铁亚临界处理的最佳工艺参数为600℃×6h，经此工艺处理后，由于M23C6型二次碳化物的大量析出，奥氏体枝晶的显微硬度明显提高，整体硬度有所提升。新型高铬铸铁等温淬火的最佳工艺参数为950℃×2h+280℃×2.5h，经此工艺等温淬火后，新型高铬铸铁获得马氏体+下贝氏体+残余奥氏体+碳化物的混合组织，与铸态相比，整体硬度提高约27％，冲击韧性提高约20％。实现了强度与韧性的合理配合。
　　磨粒磨损试验结果表明，600℃×6h亚临界处理后的新型高铬铸铁，其磨粒磨损性能与铸态相比提高约25％。950℃×2h+280℃×2.5h及950℃×2h+280℃×3h等温淬火后，新型高铬铸铁的磨粒磨损性能与铸态相比提高约40％。耐磨性显著提高。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 铸铁耐磨材料发展史

1．2．1 普通白口铸铁

1．2．2 镍硬白口铸铁

1．3．1 铬系白口铸铁

1．3 铬系白口铸铁的分类

1．3．1 低铬白口铸铁

1．3．2 中铬白口铸铁

1．3．3 高铬白口铸铁

1．4 高铬铸铁的组织

1．4．1 高铬铸铁中的碳化物

1．4．2 高铬铸铁的基体组织

1．5 高铬铸铁的合金化

1．5．1 碳和铬

1．5．2 硅

1．5．3 锰

1．5．4 钼

1．5．5 镍

1．5．6 钒

1．5．7 硼

1．5．8 铌

1．6 高铬铸铁的热处理

1．6．1 失稳处理

1．6．2 球化处理

1．6．3 亚临界处理

1．6．4 深冷处理

1．7 高铬铸铁在应用中存在的问题及改善途径

1．7．1 高铬铸铁在应用中存在的问题

1．7．2 改善高铬铸铁使用性能的途径

1．8 高铬铸铁国内外研究现状

1．9 本课题研究的背景、目的及内容

1．9．1 本课题研究的背景及目的

1．9．2 本课题研究的内容

第二章 试验材料和方法

2．1 试验材料

2．2 热处理设备

2．3 硬度试验

2．4 冲击韧性试验

2．5 磨粒磨损试验

2．6 显微组织及结构观察

2．6．1 金相组织观察

2．6．2 X射线衍射分析

2．6．3 电镜观察

2．6．4 断口形貌观察

第三章 亚临界处理对高铬铸铁组织及硬度的影响

3．1 试验方案设计

3．2 试验结果

3．2．1 亚临界处理温度对高铬铸铁组织及硬度的影响

3．2．2 亚临界处理保温时间对高铬铸铁组织及硬度的影响

3．3 本章小结

第四章 等温淬火对高铬铸铁组织及力学性能的影响

4．1 试验方案设计

4．1．1 预备热处理

4．1．2 等温淬火试验

4．2 试验结果

4．2．1 奥氏体化温度对高铬铸铁组织及力学性能的影响

4．2．2 等温时间对高铬铸铁组织及力学性能的影响

4．3 本章小结

第五章 热处理工艺对新型高铬铸铁磨粒磨损性能的影响

5．1 前言

5．1．1 磨粒磨损机理

5．1．2 高铬铸铁组织对磨粒磨损的影响

5．2 新型高铬铸铁磨粒磨损试验结果

5．2．1 亚临界处理对高铬铸铁磨粒磨损性能的影响

5．2．2 等温淬火对高铬铸铁磨粒磨损性能的影响

5．3 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．1 展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表论文及其他科研成果