本文關(guān)鍵詞：工藝條件對(duì)貝氏體球鐵耐磨性能影響的研究

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【摘要】：貝氏體基體球鐵(等溫淬火球鐵ADI、鑄態(tài)貝氏體球鐵)具有良好的強(qiáng)韌性、耐疲勞性能和耐摩擦磨損性能,在拉伸類(lèi)模具中具有廣泛的應(yīng)用。目前關(guān)于貝氏體球鐵的研究主要集中在球鐵的成分、組織等對(duì)貝氏體球鐵的拉伸性能、疲勞性能和斷裂韌性的影響等,但是對(duì)貝氏體球鐵耐磨性能及磨損機(jī)制方面的研究很少,制約了貝氏體球鐵模具的使用和發(fā)展。因此,研究貝氏體球鐵的耐磨損性能,探明其磨損機(jī)制,對(duì)貝氏體球鐵模具的生產(chǎn)工藝開(kāi)發(fā)、延長(zhǎng)其使用壽命、降低生產(chǎn)成本具有十分重要的意義。本文采用等溫淬火工藝制備ADI,研究了等溫淬火溫度和保溫時(shí)間對(duì)ADI組織和耐磨性能的影響,通過(guò)對(duì)磨損前后ADI的殘余奧氏體量和硬度的變化,以及磨損表面形貌和磨屑成分的分析,探討了ADI的磨損機(jī)制。采用Cr合金化制備鑄態(tài)貝氏體球鐵,研究了Cr含量和退火工藝對(duì)鑄態(tài)貝氏體球鐵組織和耐磨性的影響,取得了如下研究結(jié)果:當(dāng)保溫時(shí)間為1.5h時(shí),300℃等溫淬火的ADI的基體組織為針狀下貝氏體和少量殘余奧氏體,其耐磨性最佳;隨著等溫淬火溫度的升高,貝氏體組織逐漸粗化進(jìn)而轉(zhuǎn)變?yōu)橛鹈珷畹纳县愂象w,其耐磨性逐漸下降。當(dāng)?shù)葴卮慊饻囟葹?00℃,隨著保溫時(shí)間的延長(zhǎng),基體組織中貝氏體粗化,保溫時(shí)間超過(guò)4.5h后,殘余奧氏體分解為鐵素體和碳化物。當(dāng)載荷小于160N時(shí),保溫時(shí)間為3.0h時(shí)ADI的耐磨性能最佳;當(dāng)載荷大于160N時(shí),保溫時(shí)間為1.5h時(shí),ADI的耐磨性能最佳,且耐磨性能隨著保溫時(shí)間的延長(zhǎng)而降低。相同熱處理工藝條件下,ADI的磨損失重隨載荷的增加而增大。對(duì)ADI磨損前后殘余奧氏體量的分析和硬度測(cè)試發(fā)現(xiàn),磨損后ADI的殘余奧氏體數(shù)量減少,硬度升高。其中300℃×1.5h等溫淬火獲得的ADI的殘余奧氏體量由磨損前的23.0%減少至19.1%;硬度由磨損前的503HV增加到713HV。當(dāng)ADI的基體組織為下貝氏體和殘余奧氏體時(shí),其磨損機(jī)制主要為氧化剝落磨損和部分的疲勞磨損和粘著磨損。當(dāng)ADI的基體組織為上貝氏體和殘余奧氏體時(shí),其磨損機(jī)制以疲勞磨損和粘著磨損為主,存在少量的氧化剝落磨損。當(dāng)保溫時(shí)間為7.0h和9.0h,組織中析出了碳化物時(shí),其磨損機(jī)制主要為疲勞磨損和磨粒磨損以及少量的粘著磨損。采用Cr合金化制備了鑄態(tài)貝氏體球鐵,其基體組織中的貝氏體和殘余奧氏體均含量隨Cr量的增加而增加,耐磨性能也隨Cr的增加而增強(qiáng),在Cr0.4%時(shí)達(dá)到最佳,當(dāng)繼續(xù)增加含Cr含量至0.6%時(shí),耐磨性開(kāi)始下降。500℃退火時(shí),鑄態(tài)貝氏體球鐵發(fā)生了殘余奧氏體的分解,其貝氏體仍保留鑄態(tài)的形貌,隨著退火溫度的升高,貝氏體和殘余奧氏體均發(fā)生了分解,800℃退火后,基體組織轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)片狀珠光體和鐵素體的混合組織,其耐磨性下降,低于鑄態(tài)貝氏體球鐵。鑄態(tài)和退火態(tài)貝氏體球鐵磨損后的硬度均較磨損前有所升高。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TG143.5;TG164.2

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1 鄒佳鵬;工藝條件對(duì)貝氏體球鐵耐磨性能影響的研究[D];華中科技大學(xué);2015年

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