固相原位反應(yīng)法制備新型高鉻鑄鐵組織與性能研究.pdf

1、高鉻鑄鐵因優(yōu)良的耐磨、耐熱和耐腐性能等，廣泛應(yīng)用于采礦、電力、工程機(jī)械等領(lǐng)域。但亞共晶高鉻鑄鐵中的枝晶狀初生奧氏體及菊花狀共晶團(tuán)直接影響其綜合性能，因此消除粗大枝晶狀初生奧氏體及菊花狀共晶團(tuán)是亟待解決的科學(xué)問(wèn)題。
　　本文利用噴丸—固相原位反應(yīng)法制備無(wú)初生相新型高鉻鑄鐵復(fù)合層：選用HT300與2Cr13不銹鋼先在共晶點(diǎn)溫度以下(1120℃)加熱反應(yīng)，促使HT300中的C原子先通過(guò)晶界、亞晶界、位錯(cuò)等擴(kuò)散通道進(jìn)入2Cr13不銹鋼基體

2、，并與Fe、Cr原子進(jìn)行原位反應(yīng)；隨后再低溫保溫，最終得到碳化物顆粒呈彌散分布的新型高鉻鑄鐵復(fù)合層。對(duì)該新型高鉻鑄鐵復(fù)合層的相關(guān)研究結(jié)果如下：
　　(1)組織形態(tài)和分布：新型高鉻鑄鐵復(fù)合層的(Fe,Cr)7C3型碳化物顆粒在晶內(nèi)彌散分布，在晶界處呈斷續(xù)分布，尺寸為3-5μm，顯著改善了晶團(tuán)組織。其中在975℃保溫1.0h后淬火條件下得到了最佳的組織形貌。
　　(2)固相反應(yīng)機(jī)理及組織形成過(guò)程：新型高鉻鑄鐵中的(Fe,Cr)7

3、C3型碳化物是由HT300中的C原子溶解、擴(kuò)散，與2Cr13不銹鋼基體中的Fe、Cr原子發(fā)生原位反應(yīng)而生成，這與傳統(tǒng)亞共晶高鉻鑄鐵由液相直接析出而形成的粗大組織具有本質(zhì)區(qū)別。
　　(3)力學(xué)性能和斷裂機(jī)制：新型高鉻鑄鐵復(fù)合層的最大顯微硬度1097.0 HV0.1，約為傳統(tǒng)Cr13的2.6倍。融入到基體中的合金元素含量的增大可提高基體硬度。新型高鉻鑄鐵的斷裂機(jī)理為韌窩+解理斷裂；而傳統(tǒng)Cr13的斷裂機(jī)理為穿晶斷裂和解理斷裂的混合斷裂