高鉻鑄鐵熱處理及復(fù)合鑄滲工藝研究.pdf

1、論文以濃漿泵用耐磨眼鏡板為研究對(duì)象，采用超高鉻(Cr26)合金鑄鐵作為原材料增強(qiáng)其耐腐蝕性，并設(shè)計(jì)后續(xù)熱處理工藝提高合金的硬度及沖擊韌性。熱處理研究結(jié)果表明，在同一回火溫度下，材料硬度隨著淬火溫度的增加呈先升高后降低的趨勢，在1010℃淬火時(shí)硬度最高;在同一淬火溫度下，材料硬度也是隨著回火溫度的增加呈先升高后降低的趨勢，在450℃回火時(shí)硬度最高;鑄態(tài)材料經(jīng)淬火和回火處理后，沖擊韌性大幅度提升，且在材料硬度達(dá)到最高時(shí)仍具有較好的沖擊韌性;

2、因此確定最佳熱處理工藝參數(shù)為1010℃保溫2h淬火+450℃保溫2h回火，此時(shí)材料宏觀硬度高達(dá)65.9HRC，沖擊韌性達(dá)到4.6J/cm2，相比于鑄態(tài)試樣，宏觀硬度提高25％，沖擊韌性增加了53％，材料綜合力學(xué)性能得到了較大提升。對(duì)熱處理前后材料的金相組織、斷口形貌進(jìn)行了詳細(xì)研究，并對(duì)顯微組織中共晶碳化物及二次碳化物進(jìn)行了EDS能譜分析，結(jié)果表明鑄態(tài)下金屬共晶碳化物為M7C3與M23C6兩種碳化物的混合機(jī)制，熱處理后金屬基體會(huì)彌散析出二

3、次碳化物，通過能譜分析可知其類型為M7C3型碳化物，根據(jù)各元素原子比推知其分子式為(Fe2Cr5) C3。摩擦磨損實(shí)驗(yàn)表明:材料的耐磨性與硬度的變化規(guī)律相一致，最佳熱處理工藝下材料的耐磨性能最優(yōu)，相對(duì)耐磨性為鑄態(tài)下的1.42倍;分析磨損形貌可知，熱處理前后材料的磨損機(jī)制均為磨粒的微量切削。
　　熱處理后材料的耐磨性雖得到一定程度的提升，但仍不理想，為進(jìn)一步提高其抗磨能力，本文用高硬度的陶瓷顆粒增強(qiáng)超高鉻鑄鐵制備復(fù)合材料，制備方法為

4、消失模負(fù)壓鑄滲，并對(duì)陶瓷顆粒表面進(jìn)行鍍鎳預(yù)處理改善其與鐵液之間的潤濕效果，鐵液出爐溫度1520℃，負(fù)壓為0.05MPa，分別制備出F20、F12和F6三種粒度的陶瓷顆粒與高鉻鑄鐵復(fù)合的鑄件。SEM及EDS分析結(jié)果表明鍍鎳預(yù)處理有利于金屬液對(duì)陶瓷顆粒的包裹浸滲，作用相當(dāng)于添加合金元素到高鉻鑄鐵靠近復(fù)合界面的區(qū)域，合金元素在此處的富集使得液體表面張力及固液界面張力降低，因此形成的復(fù)合界面結(jié)合緊密，層次分明。此外，詳細(xì)分析了復(fù)合材料的鑄滲機(jī)理