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1、含鉻量在12﹪~28﹪之間的鑄鐵是目前高合金抗磨鑄鐵中應(yīng)用最廣泛的一種耐磨性優(yōu)良的材料。高鉻鑄鐵的優(yōu)良抗磨能力和沖擊韌性主要取決于其特有的組織。這種鑄鐵的碳化物主要為M7C3型,硬度很高,多數(shù)以條形形態(tài)存在。由于基體中富含鉻元素,有較好的淬透性,經(jīng)過適宜的熱處理可獲得抗磨性能優(yōu)良的合金組織。高鉻鑄鐵中碳化物的數(shù)量、性質(zhì)、尺寸、分布狀態(tài)以及基體組織性質(zhì)都對(duì)其抗磨性能產(chǎn)生明顯影響。本論文針對(duì)高鉻鑄鐵的組織特點(diǎn),將測(cè)得的聲速的變化歸因于碳化物
2、的數(shù)量、性質(zhì)、尺寸、分布狀態(tài)以及基體組織性質(zhì)的變化,利用超聲的傳播速度和衰減之間的關(guān)系,研究高鉻鑄鐵的組織與超聲聲速和衰減之間的關(guān)系,以用來對(duì)高鉻鑄鐵組織實(shí)現(xiàn)無損的超聲表征,為抗磨鑄件提供一種可監(jiān)測(cè)的無損、全面的檢測(cè)方法。
本論文根據(jù)材料學(xué)和超聲學(xué)的要求對(duì)試樣的尺寸進(jìn)行了計(jì)算和選擇,之后通過工藝手段(硬化處理、淬火和回火)獲得所需要的組織,再進(jìn)行金相試驗(yàn),最后利用超聲聲速法、頻譜分析和能譜分析對(duì)試樣的組織進(jìn)行超聲評(píng)價(jià)研究,建立
3、高鉻鑄鐵組織與超聲信號(hào)的關(guān)系。試驗(yàn)結(jié)果表明:(1)冷卻方式的不同,隨著冷卻速度的加快,高鉻鑄鐵組織中的殘余奧氏體量減少,馬氏體增多。(2)在熱處理過程中,隨著淬火溫度的升高,組織中的碳元素和鉻元素的析出量不斷的增多,多以二次碳化物的形成存在。隨著溫度的不斷升高,二次碳化物不斷的聚集、長(zhǎng)大,當(dāng)溫度達(dá)到1000℃時(shí),基體中析出的二次碳化物的顆粒最大,析出的量最多。當(dāng)溫度繼續(xù)升高時(shí),碳元素和鉻元素又重新溶入基體中,二次碳化物的量減少,而二次碳
4、化物的量又表征著殘余奧氏體轉(zhuǎn)變成馬氏體的轉(zhuǎn)變程度。(3)馬氏體的力學(xué)性能就是硬度高,因此,組織中馬氏體的含量高,則力學(xué)表現(xiàn)為硬度高。(4)由于馬氏體是過飽和固溶體,分布在在空間很小的八面體的中心的碳原子會(huì)使晶體點(diǎn)陣發(fā)生嚴(yán)重的畸變,使得彈性模量變小,隨之聲速也變小。因此組織中的馬氏體含量多的話,其聲速就小。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出,聲速與硬度有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。(5)晶粒中的馬氏體會(huì)打碎原來的晶粒,因此散射體的尺寸就會(huì)變小,則主頻率也向高頻移動(dòng)。
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