碳含量对高硅高铝钢组织及石墨粒子析出行为的影响

摘要

石墨易切削钢因具有低成本、环保及优良可切削性等优点,近年来引起了国内外冶金和材料学者的广泛关注。本工作采用金相显微镜、扫描电镜和能谱分析仪等方法,系统研究了两种碳含量(0.20wt%和0.52wt%)对1.9wt%Si-1.1wt%Al高硅高铝钢热轧-淬火-回火过程组织变化及回火后石墨粒子析出行为的影响。结果表明,0.20wt%C的实验钢热轧→920℃淬火→回火后的组织演变为铁素体+珠光体→铁素体+“小岛”状贝氏体→铁素体+石墨粒子+少量渗碳体,而0.52wt%C的实验钢热轧→920℃淬火→回火后的组织演变为铁素体+珠光体→马氏体→铁素体+石墨粒子+少量渗碳体。在相同回火温度下,相比0.20wt%C的实验钢,0.52wt%C的实验钢中石墨粒子的数量更多、尺寸更大且更多以晶界形核方式析出。当回火温度从680℃提高至710℃,0.20wt%C的实验钢晶界上析出的石墨粒子密度从2337个/mm^(2)降至1710个/mm^(2),其平均尺寸从1.50 2μm增大至2.27μm;0.52wt%C的实验钢晶界上析出的石墨粒子密度从5244个/mm^(2)降至1938个/mm,其平均尺寸从2.36μm增大至3.45μm。钢中碳含量从0.20wt%增加至0.52wt%,可有效促进实验钢回火过程石墨粒子的形核和长大。相比710℃回火,680℃回火后的实验钢中石墨粒子数量更多且分布更为均匀,更有利于其整体切削性能的提高。