脉冲电流处理低过热过共晶高铬铸铁熔体凝固组织研究

发布时间：2017-12-15 11:23

  本文关键词：脉冲电流处理低过热过共晶高铬铸铁熔体凝固组织研究

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【摘要】：过共晶高铬铸铁(hypereutectic high chromium cast iron, HHCCI)具有较高的硬度和良好的耐磨性。在恶劣的工况下,过共晶高铬铸铁表现出良好的性能,经济效益明显,因此应用远多于其他耐磨材料。其组织中存在较多初生碳化物,这些初生碳化物作为主要的硬质相而使材料具有较好的耐磨性。但这种形态的初生碳化物尺寸较大,降低了过共晶高铬铸铁的韧性,限制了其使用范围,缩短了其使用寿命。因此,细化过共晶高铬铸铁中的初生碳化物,改善其形貌,增加基体的连续性,从而提高组织韧性,对过共晶高铬铸铁的工程应用具有重要意义。本文主要采用脉冲电流(electric current pulse, ECP)处理方法,通过改变脉冲电流参数及处理方式,对低过热过共晶高铬铸铁凝固组织进行细化处理。采用管式电阻炉,将过共晶高铬铸铁试样加热至1360℃(其液相线为1337℃),过热23℃,保温3 min之后随炉冷却。在冷却过程中对其进行脉冲电流处理,并采用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)及X-ray衍射(XRD)等技术手段,分析脉冲电流对初生碳化物的尺寸、形貌的影响,研究脉冲电流对低过热过共晶高铬铸铁凝固组织的细化规律。研究发现,脉冲电流处理效果在合金液相线以上低过热温度区间(1360℃～1337℃),液相线以上至固相线温度凝固全过程(1360℃～1276℃),液固区间(1337℃～1276℃)依次递减。脉冲电流处理结束的温度接近固相线时,其对熔体的搅拌和冲击作用使共晶组织明显细化。随着脉冲处理时间的增加,组织中初生碳化物的尺寸由95.56 μm减小至62.32μm,后增大至78.32μm,共晶组织致密度增加。电压为1000 V时,其对熔体的搅拌冲击作用较大,因此在液固区间进行处理可达到细化目的,电压为500V时,其对熔体的搅拌冲击作用较小,因此在液相区进行处理细化效果较好。脉冲电流处理,使熔体中浓度差减小,提高了过共晶高铬铸铁凝固组织中碳化物的形核率,并改变其生长方式和形貌,从而使其细化。并且使基体中固溶的Cr元素增加,减小了基体的电位差,试样组织腐蚀量减小57.87%,腐蚀速率减小62.47%；试样显微硬度由1398 HV-1420 HV提升至1485 HV～1501 HV。
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG143

【参考文献】

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本文编号：1291793