高铬白口铸铁耐磨性和显微组织的关系

高铬白口铸铁耐磨性和显微组织的关系

孙志平,沈保罗,高升吉,闫　静,杨　林,黄四九

(11四川大学金材系,四川成都　610065;21四久稀土合金铸造厂,四川成都　610211)

摘要:研究了高铬白口铸铁亚临界热处理后耐磨性和显微组织的关系。结果表明,高铬铸铁在亚临界热处理过程中C和Cr以M23C6型二次碳化物的形式析出,导致奥氏体Ms点升高,使其在冷却时发生马氏体转变。马氏体的高硬度改善了合金耐磨性。合金耐磨性和合金组织中残留奥氏体含量具有相互对应关系,本试验中此含量为10%左右。当残留奥氏体含量低于10%时,由于(Fe,Cr)23C6发生向M3C型碳化物的原位转变,相应的组织转变为珠光体,导致耐磨性急剧下降。

关键词:高铬白口铸铁;耐磨性;显微组织;亚临界热处理中图分类号:TG113;TG14311　　文献标识码:A　　文章编号:025426051(2005)0720060205

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RelationshipBetweenWearResistanceandMicrostructure

ofHighChromiumWhiteCastIron

SUNZhi2ping,SHENBao2luo,GAOSheng2ji,YANJing,YANGLin,HUANGSi2jiu(11MetalMaterialsDepartment,SichuanUniversity,ChengduSichuan610065,China;

21SijiuRareEarthAlloyFoundry,ChengduSichuan610211,China)

Abstract:Therelationshipbetweenwearresistanceandmicrostructureofhighchromiumwhitecastironwasstudied.Theresultsshowthatthewearresistanceisimprovedduetoaustenitetransformingintomartensiteaftersub2criticalheattreat2ment.Thereiscoincidencerelationbetweenwearresistanceandretainedaustenitethecastiron.Andtheopti2malwearresistancecorrespondswithcertainretainedaustenitecontent.Itistheexperimentalcondi2tion.Whentheretainedausteniticcontentislowerthan10%,greatlyduetoinsitutransformationof(Fe,Cr)23C6toM3CandpearliticKeywords:highchromiumwhitecastiron;sub2criticalheattreatment

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1　引言

铁

[1]

1Mo21Cu两组高铬铸铁耐磨性和显微组织的关系。

2　试验材料和方法

以废钢、生铁、碳素铬铁和锰铁为原料,在250kg

中频感应电炉中冶炼高铬白口铸铁,铁水熔清后用铝脱氧,然后在铸铁模具中铸成<80mm的磨球,浇注温度1773K。磨球冷却后用线切割机切割成10mm×10mm×10mm的亚临界处理试样和X射线衍射试样。高铬白口铸铁的化学成分见表1。

表1　高铬白口铸铁的化学成份(质量分数,%)Table1　Chemicalcompositionofthehighchromium

whitecastirons(wt%)

铸铁试样

16Cr2215Mn16Cr21Mo21Cu

C

Si

Mn

Cr

P

S

Mo-Cu-218801952168161420105601050

,在矿山、冶金、应用。其显微组织中存在着高硬度(1200HV～

1800HV)的(Cr,Fe)7C3型共晶碳化物,且彼此孤立分布而不连成网状,因而具有较高的韧性。采用高温淬火(即去稳处理)后回火和通过亚临界处理两种方法可以显著改善高铬白口铸铁的组织和使用性能,从而获得最佳的综合性能。研究表明,含有大量残留奥氏体的铸态高铬白口铸铁通过亚临界处理可以使其中的残留奥氏体发生马氏体转变而使其硬化

[2～10]

。与高

温淬火相比,采用亚临界处理可以避免铸件畸变和开裂以及降低生产成本,因此对于大型铸件常采用亚临界处理。但有关合金元素、显微组织、亚临界处理温度和保温时间对其磨损性能的影响还缺乏系统深入的研究。本文研究了亚临界热处理后16Cr2215Mn和16Cr2

作者简介:孙志平(1977—),男,山东淄博人,博士生,主要从事耐磨合金及其热处理工艺研究。联系电话:13964061992　E2mail:Benz_sun@1631com收稿日期:2005203201

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　　将16Cr2215Mn铸铁试样放在箱式电阻炉中加热

到773K保温,每隔2h取一个试样出炉空冷;16Cr21Mo21Cu铸铁试样加热到853K保温,每隔2h取一个试样出炉空冷。在洛氏硬度计上测定高铬铸铁在亚临界处理前后的硬度,每个试样测5次,取其平均值作为试样的硬度。采用X’PertPhilip型X射线衍射仪和磁性法相结合分析高铬铸铁基体组织中的奥氏体和马氏体的相对含量以及残留奥氏体含量;用金相法测定

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《金属热处理》2005年第30卷第7期