錳對(duì)含碳化物等溫淬火球墨鑄鐵組織及性能的影響.pdf

1、含碳化物等溫淬火球墨鑄鐵(CADI)是由等溫淬火球墨鑄鐵(ADI)發(fā)展而來的新型球墨鑄鐵材料，它是在等溫淬火球墨鑄鐵成分的基礎(chǔ)上，添加一定量的碳化物形成元素，經(jīng)等溫淬火后，使組織中存在10％～20％碳化物。CADI不但擁有ADI的各種優(yōu)異的綜合力學(xué)性能，還呈現(xiàn)出比ADI更加優(yōu)越的耐磨性，已成為21世紀(jì)熱點(diǎn)材料之一，具有較好的應(yīng)用前景。
　　 本文通過金相組織分析、X射線衍射分析、掃描電子顯微鏡分析、洛氏硬度測(cè)試、沖擊試驗(yàn)、磨損試

2、驗(yàn)、沖擊斷口形貌觀察及磨損形貌觀察，研究了錳及等溫淬火溫度對(duì)CADI組織與性能的影響。
　　 CADI的鑄態(tài)組織包括石墨球、珠光體、碳化物及極少量的鐵素體。隨著錳含量的增加，鑄態(tài)組織中石墨的大小及球化級(jí)別沒有變化，石墨球的數(shù)量有所下降，碳化物的含量逐漸增加，同時(shí)，珠光體的含量逐漸增加，鐵素體的含量逐漸減少。
　　 熱處理后的組織由石墨球、針狀貝氏體、殘余奧氏體及碳化物組成，錳主要以(Fe，Mn)3C的形式存在。隨著錳含量

3、增加，熱處理后組織中的殘余奧氏體的含量逐漸增加，碳化物的數(shù)量逐漸增加;CADI的洛氏硬度逐漸提高，沖擊韌性逐漸降低;試樣的磨損率逐漸減小，耐磨性逐漸提高。
　　 隨著等溫淬火溫度的升高，基體組織中殘余奧氏體穩(wěn)定性提高，數(shù)量增加，針狀貝氏體間距由密變疏，組織逐漸變粗，貝氏體形貌由針狀逐漸轉(zhuǎn)變成為羽毛狀，基體組織中所含的馬氏體減少;力學(xué)性能上表現(xiàn)為:隨著等溫淬火溫度的升高，洛氏硬度逐漸降低，沖擊韌度值逐漸升高，磨損率逐漸升高，耐磨性

4、降低。
　　 掃描電鏡觀察斷口形貌得出，等溫淬火溫度為220℃時(shí)，沖擊斷口形貌表現(xiàn)為解理斷裂的特征，在共晶團(tuán)晶界處出現(xiàn)大量的冰糖狀花樣;等溫淬火溫度為250℃時(shí)，斷口形貌仍是以解理臺(tái)階和河流狀花樣為主，但是在斷口處出現(xiàn)一部分平坦的解理小平面及短而彎曲的撕裂棱;等溫淬火溫度為280℃時(shí)，試樣沖擊斷口形貌呈現(xiàn)準(zhǔn)解理斷裂特征。
　　 通過掃描電鏡觀察試樣的磨損形貌，等溫淬火溫度為220℃時(shí)，試樣的磨損表面相對(duì)比較平滑，無表面粘

5、著和金屬轉(zhuǎn)移、材料表面無金屬剝落，磨損機(jī)制屬于微切削磨損;等溫淬火溫度為250℃時(shí)，材料磨損機(jī)制主要是微切削磨損，還有少許的犁溝;等溫淬火溫度為280℃時(shí)，材料磨損表面切削痕較深，出現(xiàn)少量的物料剝落，材料的磨損機(jī)制主要是犁溝，還有少量微觀切削。
　　 通過錳及等溫淬火溫度對(duì)CADI組織與性能影響的研究，優(yōu)化的錳含量為1.80wt％時(shí)，熱處理工藝為:900℃奧氏體化保溫90min、250℃等溫淬火鹽浴爐中保溫90min，CADI的