熱處理工藝對離心鑄造WC-鋼復合材料組織性能的影響.pdf

1、采用離心鑄造工藝制備了以GCr15軸承鋼為基體，20wt％含量WC顆粒為增強顆粒的WC鋼復合材料--LGJW20。借助金相分析、掃描電鏡、X射線衍射及能譜分析等方法研究了材料熔鑄態(tài)的微觀組織及相變過程；觀察了熱處理工藝對材料組織結構的影響；重點研究了材料的熱疲勞表現：熱疲勞裂紋的擴展機理，熱處理工藝對熱疲勞性能的影響，以及熱循環(huán)后材料組織及性能的變化。 由于LGJW20中加入的WC含量較低(20wt％)，多數WC顆粒溶入高溫鋼液

2、中。W元素主要在共晶反應過程中析出，主要的物相組成為Fe3W3C；基體為細小的珠光體組織，其中析出大量的原位碳化物顆粒。LGJW20組織中在鑄造過程中析出大量復式碳化物且沿晶界分布組織，碳化物主要有3中形態(tài)：魚骨狀共晶碳化物、網狀二次碳化物及大塊狀碳化物組織，其形成機理、元素組成及物理性能都存在著很大的差異。 熱處理工藝有效改善了LGJW20的組織，提高了材料的性能：等溫球化退火工藝有效消除了組織缺陷，碳化物溶解析出，網狀二次碳

3、化物斷網球化，組織均勻化；淬火時，碳化物大量溶解，基體轉變?yōu)榇慊瘃R氏體組織。在950℃時，淬火組織的硬度值達到最大值，淬火效果最好；200℃低溫回火后，基體中碳元素的偏聚、馬氏體的分解、殘余奧氏體的轉變及碳化物的析出與聚集球化，基體組織中析出大量二次碳化物顆粒。 LGJW20在冷熱循環(huán)的作用下，組織中碳化物與基體間界面上產生較大的應力集中，生成大量的微孔，從而萌生熱疲勞裂紋，其主要以一條主裂紋的形式沿碳化物擴展。合適的熱處理工