热处理制度对高铬铸铁组织及磨粒磨损性能的影响

摘要

随着我国国民经济的迅速发展，对耐磨材料的要求越来越高，高铬铸铁作为耐磨材料在水泥、电力、矿山、冶金等行业得到应用广泛。目前在铸态下使用的高铬铸铁件不耐磨，而采用淬火和回火虽然能提高硬度，但韧性不足，即耐磨性和韧性不能达到很好的配合。本文主要针对国产高速喷头不耐磨、使用寿命短的情况进行研究，通过合理的成分设计及合适的热处理来提高高铬铸铁的耐磨性能，为提高高铬铸铁的使用寿命奠定技术基础。
　　 本文通过适当降低高铬铸铁中的C、Cr含量，抑制了高铬铸铁中的初生碳化物;增加Mo、V含量，形成合金碳化物，有效提高基体强度;加入适量的硼，形成硬度很高的含硼的合金碳化物，提高高铬铸铁的耐磨性能。
　　 通过金相法、X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、能谱分析及硬度测试等手段，系统研究了热处理工艺对高铬铸铁组织和性能的影响。结果表明，本文研制的新型高铬铸铁在铸态及相同热处理工艺条件下的组织及力学性能均优于常用的高铬铸铁。本文获得的优化热处理工艺参数为1050℃×0.5h+280℃×1.5h，其组织为马氏体基体上分布着大量细小弥散的二次碳化物，且二次碳化物的尺寸约100nm。
　　 磨粒磨损试验表明，高铬铸铁经不同的热处理后耐磨性均比铸态的好，其中经优化热处理工艺参数处理的高铬铸铁磨粒磨损性能最好。与常用高铬铸铁相比，新型高铬铸铁的磨损量减少了39％，耐磨性显著提高。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 耐磨材料发展史

1．1．1 第一个里程碑——白口铸铁的应用

1．1．2 第二个里程碑——高锰钢的发明

1．1．3 第三个里程碑——高铬铸铁研制成功

1．2 高铬铸铁国内外研究概况

1．2．1 高铬铸铁概述

1．2．2 高铬铸铁的组织特点

1．2．3 碳及合金元素对高铬铸铁组织及性能的影响

1．2．4 热处理方法对高铬铸铁组织及性能的影响

1．3 本课题研究的背景、目的及内容

1．3．1 本课题研究的背景及目的

1．3．2 本课题研究内容

第二章 试验材料和试验方法

2．1 高速喷头用高铬铸铁组织与成分

2．2 新型高铬铸铁成分设计及制备

2．2．1 合金元素的确定

2．2．2 高铬铸铁的熔炼

2．3 新型高铬铸铁铸件成分及铸态组织

2．4 实验设备

2．5 硬度试验

2．6 耐磨性试验

2．7 显微组织及结构观察

2．7．1 金相组织观察

2．7．2 微区成分的能谱分析

2．7．3 X射线衍射分析

2．7．4 电镜观察

第三章 热处理工艺对高铬铸铁组织及硬度的影响

3．1 热处理方案设计

3．1．1 预备热处理

3．1．2 试验方案设计

3．2 奥氏体化温度对高铬铸铁组织和硬度的影响

3．3 等温温度对两种高铬铸铁组织及硬度的影响

3．3．1 高铬铸铁1000℃加热不同等温温度处理后的组织和硬度

3．3．2 高铬铸铁1050℃加热不同等温温度处理后的组织和硬度

3．4 本章小结

第四章 高铬铸铁磨粒磨损性能

4．1 热处理工艺对常用高铬铸铁性能的影响

4．2 热处理工艺对新型高铬铸铁耐磨性能的影响

4．3 本章小结

第五章 高铬铸铁磨粒磨损机理探讨

5．1 前言

5．1．1 磨粒磨损机理

5．1．2 磨粒磨损的影响因素

5．2 高铬铸铁磨粒磨损后表面形貌

5．3 本章小结

第六章 结论与展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表论文及其他科研成果