刀锤用高铬铸铁热处理工艺及性能研究

发布时间：2017-09-03 08:16

  本文关键词：刀锤用高铬铸铁热处理工艺及性能研究

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【摘要】：本文系统研究了热处理工艺对无Nb和含Nb高铬铸铁组织结构、机械性能、磨损性能及腐蚀性能的影响,分析了高铬铸铁的磨损机理,同时分析了高铬铸铁腐蚀与磨损的相互作用。对不同失稳-回火工艺处理的高铬铸铁进行了金相组织观察和XRD物相分析。结果表明：铸态高铬铸铁由M7C3型碳化物(初生或共晶)和奥氏体组成；少量Nb细化晶粒,以NbC相存在。失稳-回火处理过程中,基体转变为二次碳化物、少量马氏体和残余奥氏体；NbC相逐渐分解并重新熔入基体。随着失稳温度升高和保温时间延长,二次碳化物析出量呈先增后减的趋势。综合考虑硬度、韧性、耐磨性和耐腐蚀性能,无Nb和含Nb高铬铸铁的最优热处理工艺分别为：1000℃失稳3h空冷后250℃回火6h以及1000℃失稳3h空冷后250℃回火4h。少量Nb能提高一定的硬度和耐磨性能,但对于耐蚀性无显著影响。深冷处理过程促进失稳处理产生的马氏体析出碳化物,同时生成新相马氏体和细小的碳化物,进一步提高硬度和耐磨性。相比失稳处理后间隔30天处理,立即深冷处理马氏体析出量更高,但是马氏体相中碳含量降低；回火处理降低残余奥氏体含量,导致后续深冷处理马氏体转变量降低。干式滑动摩擦磨损实验结果表明,失稳-回火处理过程中析出大量弥散分布的细小碳化物和韧性回火马氏体,提高耐磨性。摩擦副上的微凸体嵌入基体使试样在滑动过程中产生犁沟,碳化物剥落形成磨料磨损,与局部接触形变热产生的粘着磨损共同作用。高铬铸铁在弱酸性糖蔗溶液中耐蚀性低于3.5%NaCl溶液；基体腐蚀而碳化物凸出,与摩擦副磨损接触较少而磨损量降低；磨损面腐蚀后碳化物上原有微裂纹尖端敏感性增加,后续磨损过程剥落而导致磨损量增加。
【关键词】：高铬铸铁 热处理 微观组织
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG163;TG143
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 绪论12-24
• 1.1 引言12
• 1.2 锤头耐磨材料的种类12-17
• 1.2.1 耐磨高锰钢12-13
• 1.2.2 耐磨低合金钢13-14
• 1.2.3 高铬铸铁14-17
• 1.3 高铬铸铁的热处理工艺17-19
• 1.3.1 失稳处理17
• 1.3.2 回火处理17-18
• 1.3.3 深冷处理18
• 1.3.4 其他热处理18-19
• 1.4 金属材料的磨损19-21
• 1.4.1 磨料磨损19-20
• 1.4.2 粘着磨损20
• 1.4.3 锤头的磨损机制20-21
• 1.5 高铬铸铁的耐腐蚀性能21-22
• 1.6 本课题研究的目的及主要内容22-24
• 第2章 实验材料与研究方法24-30
• 2.1 实验材料24-25
• 2.2 高铬铸铁的热处理工艺25-26
• 2.3 微观组织与结构分析26
• 2.4 力学性能测试26-27
• 2.4.1 硬度测试26-27
• 2.4.2 冲击试验及断口形貌27
• 2.5 摩擦磨损及磨损形貌27-28
• 2.6 腐蚀性能与形貌28-30
• 第3章 热处理工艺对高铬铸铁组织的影响30-44
• 3.1 铸态高铬铸铁30-32
• 3.2 失稳-回火处理工艺对高铬铸铁组织的影响32-40
• 3.2.1 失稳处理温度对高铬铸铁组织的影响32-35
• 3.2.2 失稳处理保温时间对高铬铸铁组织的影响35-36
• 3.2.3 回火温度对高铬铸铁组织的影响36-39
• 3.2.4 回火时间对高铬铸铁组织的影响39-40
• 3.3 深冷处理工艺对高铬铸铁组织的影响40-42
• 3.3.1 深冷处理间隔时间对高铬铸铁组织的影响40-42
• 3.3.2 深冷处理工艺次序对高铬铸铁组织的影响42
• 3.4 本章小结42-44
• 第4章 热处理工艺对高铬铸铁性能的影响44-72
• 4.1 硬度测试44-51
• 4.1.1 宏观洛氏硬度44-49
• 4.1.2 维氏显微硬度49-50
• 4.1.3 两种高铬铸铁的比较50-51
• 4.2 夏比冲击试验51-53
• 4.2.1 冲击吸收功51-52
• 4.2.2 冲击断口形貌52-53
• 4.3 摩擦磨损试验53-60
• 4.3.1 磨损-时间的关系53-57
• 4.3.2 两种高铬铸铁的比较57
• 4.3.3 磨损形貌及机理57-60
• 4.4 耐腐蚀试验60-70
• 4.4.1 极化曲线61-65
• 4.4.2 腐蚀与磨损的相互作用65-70
• 4.5 本章小结70-72
• 结论72-73
• 致谢73-74
• 参考文献74-79
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果79

【参考文献】

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本文编号：783858