釩對(duì)含碳化物等溫淬火球墨鑄鐵組織和性能的影響.pdf

1、含一定碳化物的等溫淬火球墨鑄鐵(carbidic austempered ductile iron,簡(jiǎn)稱CADI)是由等溫淬火球墨鑄鐵(ADI)派生出的一種新型的球鐵材料。它是在ADI中添加一定量的碳化物形成元素，使鐵水在凝固時(shí)產(chǎn)生一定量的碳化物，使其不但擁有ADI的各種優(yōu)越性能，還表現(xiàn)出了比ADI更加優(yōu)越的耐磨性，是一種應(yīng)用前景較廣的優(yōu)良工程材料。
　　 本文通過(guò)金相組織觀察、電子顯微鏡掃描能譜及X-射線衍射分析，洛氏硬度、拉

2、伸、沖擊及耐磨性試驗(yàn)，研究了釩及熱處理工藝對(duì)CADI的組織、力學(xué)性能及耐磨性能的影響。
　　 鑄態(tài)下含釩CADI的組織由珠光體、極少量鐵素體和碳化物組成，組織中碳化物的存在形式為(Cr,Fe)7C3、VC和V4C3，且隨著釩含量的增加，鑄態(tài)組織中碳化物的含量逐漸增加，鑄態(tài)試樣的沖擊韌度逐漸降低，洛氏硬度值逐漸升高。
　　 釩對(duì)CADI熱處理后組織和性能的影響結(jié)果表明：隨著釩含量由0％增加到0.71％，針狀鐵素體形貌變得細(xì)

3、小，且數(shù)量增多，殘余奧氏體量減少；250℃下等溫淬火的試樣的洛氏硬度值在51HRC～54HRC;試樣的沖擊韌度值先增大后降低，含釩量0.45％時(shí)達(dá)到最大值28.26J/cm2;試樣的抗拉強(qiáng)度先升高后降低，含釩量0.45％時(shí)達(dá)到最大值1070MPa;試樣的耐磨性逐漸升高，磨損形貌表面較為光滑和平整，“犁溝”逐漸變淺，微觀切削量逐漸變少。
　　 奧氏體化溫度對(duì)CADI組織和性能的影響試驗(yàn)結(jié)果表明：隨著奧氏體化溫度由840℃升高到92

4、0℃，250℃等溫下各試樣組織形貌由塊狀或板條狀逐漸變?yōu)獒槧?，殘余奧氏體的量也逐漸增加。隨著奧氏體化溫度的升高，試樣的洛氏硬度值先升高后降低，沖擊韌度值則逐漸升高。
　　 等溫淬火溫度對(duì)CADI組織和性能的影響試驗(yàn)結(jié)果表明：900℃奧氏體化1.5h后，隨著等溫淬火溫度從220℃升高到320℃，組織中馬氏體量逐漸減少，貝氏體的量增多且逐漸增粗，殘余奧氏體量增多；各試樣的洛氏硬度值逐漸降低，而沖擊韌度值由9.77J/cm2逐漸升高到

5、65.74J/cm2，其斷口形貌也由解理臺(tái)階特征的脆性斷裂變?yōu)橛纱罅宽g窩組成的韌性斷裂；抗拉強(qiáng)度表現(xiàn)出先增大后降低，到280℃等溫淬火時(shí)達(dá)到最大為1390MPa，試樣的磨損率逐漸增加，耐磨性越來(lái)越差。
　　 等溫淬火時(shí)間對(duì)CADI組織和性能的影響試驗(yàn)結(jié)果表明：900℃奧氏體化1.5h后，在250℃等溫淬火0.5h的試樣洛氏硬度值達(dá)到58.85HRC，可見(jiàn)馬氏體量較多，而等溫時(shí)間為1h、1.5h、2h、4h的試樣均在53HRC左右

6、：試樣的沖擊韌度值隨等溫時(shí)間的延長(zhǎng)表現(xiàn)為先增大后降低，在保溫1.5h的時(shí)候達(dá)到最高點(diǎn)為27.65J/cm2。
　　 通過(guò)對(duì)不同含釩量CADI熱處理工藝、組織及性能的研究，優(yōu)化出當(dāng)含釩量為0.45％的試樣，經(jīng)過(guò)900℃奧氏體化1.5h、250℃等溫淬火保溫1.5h熱處理，組織中碳化物含量為10％，貝氏體形貌為針狀的下貝氏體；硬度達(dá)到52.9HRC，沖擊韌度值為28.26J/cm2，抗拉強(qiáng)度值為1070MPa，磨損率為0.61mg/