高铬铸铁热处理及复合铸渗工艺研究
发布时间:2018-06-05 04:49
本文选题:高铬铸铁 + 热处理工艺 ; 参考:《合肥工业大学》2017年硕士论文
【摘要】:论文以浓浆泵用耐磨眼镜板为研究对象,采用超高铬(Cr26)合金铸铁作为原材料增强其耐腐蚀性,并设计后续热处理工艺提高合金的硬度及冲击韧性。热处理研究结果表明,在同一回火温度下,材料硬度随着淬火温度的增加呈先升高后降低的趋势,在1010℃淬火时硬度最高;在同一淬火温度下,材料硬度也是随着回火温度的增加呈先升高后降低的趋势,在450℃回火时硬度最高;铸态材料经淬火和回火处理后,冲击韧性大幅度提升,且在材料硬度达到最高时仍具有较好的冲击韧性;因此确定最佳热处理工艺参数为1010℃保温2h淬火+450℃保温2h回火,此时材料宏观硬度高达65.9HRC,冲击韧性达到4.6J/cm~2,相比于铸态试样,宏观硬度提高25%,冲击韧性增加了53%,材料综合力学性能得到了较大提升。对热处理前后材料的金相组织、断口形貌进行了详细研究,并对显微组织中共晶碳化物及二次碳化物进行了EDS能谱分析,结果表明铸态下金属共晶碳化物为M7C3与M23C6两种碳化物的混合机制,热处理后金属基体会弥散析出二次碳化物,通过能谱分析可知其类型为M7C3型碳化物,根据各元素原子比推知其分子式为(Fe2Cr5)C3。摩擦磨损实验表明:材料的耐磨性与硬度的变化规律相一致,最佳热处理工艺下材料的耐磨性能最优,相对耐磨性为铸态下的1.42倍;分析磨损形貌可知,热处理前后材料的磨损机制均为磨粒的微量切削。热处理后材料的耐磨性虽得到一定程度的提升,但仍不理想,为进一步提高其抗磨能力,本文用高硬度的陶瓷颗粒增强超高铬铸铁制备复合材料,制备方法为消失模负压铸渗,并对陶瓷颗粒表面进行镀镍预处理改善其与铁液之间的润湿效果,铁液出炉温度1520℃,负压为0.05MPa,分别制备出F20、F12和F6三种粒度的陶瓷颗粒与高铬铸铁复合的铸件。SEM及EDS分析结果表明镀镍预处理有利于金属液对陶瓷颗粒的包裹浸渗,作用相当于添加合金元素到高铬铸铁靠近复合界面的区域,合金元素在此处的富集使得液体表面张力及固液界面张力降低,因此形成的复合界面结合紧密,层次分明。此外,详细分析了复合材料的铸渗机理,并对复合材料进行了1010℃淬火+450℃回火处理,研究热处理后复合界面的变化规律。摩擦磨损实验表明,铸态复合材料的相对耐磨性为铸态纯金属材料的1.93倍,热处理后的复合材料相对耐磨性为铸态纯金属材料的2.21倍。说明纯金属的热处理工艺仍可应用于复合材料,并且对复合材料整体耐磨性有较大的提升作用。分析磨损形貌可知,复合材料的磨损机制仍为磨粒的微量切削。
[Abstract]:In this paper, the wear resistant glasses plate for thick slurry pump is studied, the ultra-high chromium Cr26) alloy cast iron is used as raw material to enhance its corrosion resistance, and the subsequent heat treatment process is designed to improve the hardness and impact toughness of the alloy. The results of heat treatment show that the hardness of the material increases first and then decreases with the increase of quenching temperature at the same tempering temperature, and the hardness is the highest at 1010 鈩,
本文编号:1980603
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