退火溫度對高鉻鑄鐵組織性能的影響

付曉虎/天津重型裝備工程研究有限公司

退火溫度對高鉻鑄鐵組織性能的影響

付曉虎/天津重型裝備工程研究有限公司

本文通過對高鉻鑄鐵退火溫度的研究，得到不同退火溫度對高鉻鑄鐵組織和性能影響。通過實驗發(fā)現(xiàn)，在550℃以上進行退火，隨著退火溫度升高，組織中殘余奧氏體數(shù)量減少，珠光體數(shù)量逐漸增加，硬度隨著退火溫度升高逐漸降低。

高鉻鑄鐵；退火；硬度；金相

一、前言

高鉻鑄鐵被譽為當(dāng)代最優(yōu)良的抗磨料磨損材料，目前已在國內(nèi)外廣泛使用。近年來國內(nèi)對鉻系白口鑄鐵的研究不斷深入，從合金化理論到工藝都取得突破性進展，獲得了大量成果。低鉻、中鉻、高鉻、超高鉻磨球、襯板、錘頭，高鉻渣漿泵過流件，以及高鉻鑄鐵與鋼雙金屬復(fù)合鑄造襯扳、磨輥、軋輥等都已達到國際先進水平。本文研究了退火溫度對Cr18Ni 2M o高鉻鑄鐵組織和性能的影響。

二、實驗方案

實驗樣品的成分如下表所示。選取550℃、600℃、650℃、700℃這4個溫度對鑄態(tài)高鉻鑄鐵進行退火實驗，冷卻方式為封爐緩冷。退火后檢測其金相組織、硬度、SEM。

三、實驗分析

圖1 高鉻鑄鐵鑄態(tài)金相、SEM組織

鑄態(tài)金相組織照片如圖1所示，組織為：奧氏體+萊氏體（奧氏體+共晶碳化物）+馬氏體+一次塊狀碳化物。鑄態(tài)組織中奧氏體含量占據(jù)了很大比例，這種鑄態(tài)奧氏體是在凝固過程中由于碳和其他合金元素過飽和固溶在基體中，從而大大降低了馬氏體轉(zhuǎn)變溫度點，增強奧氏體穩(wěn)定性的情況下形成的。此共晶碳化物主要是M 7C3型碳化物。

從圖2中可以看出，退火后仍然有殘余奧氏體的存在，隨著退火溫度的升高，殘余奧氏體數(shù)量減少，珠光體和回火馬氏體數(shù)量增加，碳化物數(shù)量和形貌沒有發(fā)生明顯的變化。在奧氏體轉(zhuǎn)變過程中馬氏體和珠光體首先在碳化物周圍析出，這是由于碳化物周圍的區(qū)域碳元素和合金元素含量較少，降低了奧氏體的穩(wěn)定性。

不同溫度退火后硬度如表2所示，測量三點，算其平均硬度。從表2中數(shù)據(jù)可以看出，隨著退火溫度的升高，材料的硬度逐漸降低。硬度降低的原因是馬氏體變?yōu)榛鼗瘃R氏體，材料內(nèi)部應(yīng)力釋放的更完全，基體內(nèi)過飽和的碳元素和合金元素析出，固溶強化效果降低，因此導(dǎo)致整體硬度降低。

四、結(jié)論

（1）隨著退火溫度的升高，基體中殘余奧氏體數(shù)量減少，珠光體數(shù)量增加，碳化物數(shù)量和形貌無明顯變化。

（2）隨著退火溫度升高，材料硬度逐漸降低，韌性升高，可有效改善機加工性能。

[1]馬國睿.高鉻鑄鐵稀土復(fù)合編制處理的研究[D],哈爾濱，哈爾濱工業(yè)大學(xué).2005. [2]徐志明、楊月君、尹志新.Crl 5Mo2Cu高鉻耐磨鑄鐵的熱處理工藝研究[J].金屬熱處理，1995（3）：8～10.

圖2 不同退火溫度下高鉻鑄鐵SEM組織（a、550℃退火；b、600℃退火；c、650℃退火；d、700℃退火）

表2 不同退火溫度下的硬度表

表1 實驗所選材料的成分