噴射成形GCr15沉積坯組織和性能研究.pdf

1、噴射成形是近年來(lái)發(fā)展極其迅速的一種嶄新的金屬和合金成形技術(shù)，它不僅僅具有快速凝固的優(yōu)點(diǎn)，可以生產(chǎn)低偏析、細(xì)晶粒、高致密度和近終形尺寸的坯料，而且簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工序，從而比一般粉末冶金生產(chǎn)工藝降低了成本。 利用噴射成形技術(shù)，制備了GCrl5軸承鋼沉積坯及其過(guò)噴粉末。本文采用掃描電子顯微鏡、金相顯微鏡以及洛式硬度儀和GLEEBLE熱力學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)機(jī)等，對(duì)噴射成形GCrl5沉積坯和過(guò)噴粉末的組織和性能進(jìn)行了研究。主要內(nèi)容包括噴射成形沉積坯組

2、織特征及其形成機(jī)制，沉積坯硬度和壓縮力學(xué)性能分析，以及熱處理對(duì)沉積坯組織和性能的影響。同時(shí)，對(duì)噴射成形過(guò)噴粉末的形貌和組織，霧化過(guò)程中液滴的凝固機(jī)制等問(wèn)題進(jìn)行了研究。 實(shí)驗(yàn)用普通鑄坯組織粗大，主要以片狀馬氏體為基體，還有下貝氏體和少量殘余奧氏體組成，晶界則由粗大的網(wǎng)狀共析碳化物組成，晶界上有明顯的宏觀偏析，及碳化物液析。而噴射成形GCr15沉積坯組織為細(xì)小的片狀珠光體和細(xì)小的碳化物。噴射成形技術(shù)細(xì)化了合金的組織，避免了合金元素的

3、偏析，可以得到顯微組織明顯優(yōu)于常規(guī)工藝的超高碳鋼。 噴射成形GCr15鋼試樣經(jīng)過(guò)球化退火，原始的片狀珠光體轉(zhuǎn)變成粒狀珠光體。噴射成形GCr15鋼試樣經(jīng)過(guò)淬回火熱處理后，其組織為隱晶馬氏體以及殘余奧氏體和碳化物。 熱壓縮過(guò)程，隨著試樣加熱溫度的增大，沉積坯的彈性模量逐漸升高，到650oC出現(xiàn)最大值，此時(shí)，試樣的剛度最好。然后隨著溫度的升高逐漸降低，到1200oC時(shí)基本回復(fù)到常溫條件下的彈性模量值。 噴射成形原始態(tài)試

4、樣硬度明顯低于鑄態(tài)試樣硬度，比鑄態(tài)試樣更利于切削加工；噴射成形試樣經(jīng)球化退火后，硬度降低。而經(jīng)淬回火后硬度升高，試樣經(jīng)冷熱壓縮后，硬度會(huì)隨致密度的升高而升高，且經(jīng)熱壓縮后硬度高于冷壓縮后的硬度。 噴射成形GCr15鋼過(guò)噴粉末的尺寸為10～250μm之間，其中顆粒直徑在35～80μm之間的顆粒占75％以上；其尺寸及形狀相對(duì)比較均勻， 大多數(shù)呈球形或類球形特征。過(guò)噴粉末中，大顆粒以異質(zhì)生核為主，為多晶核組織；極少數(shù)小顆粒以同質(zhì)生核為