【摘要】：高鉻白口鑄鐵的抗磨損能力很強,在工業(yè)生產(chǎn)的許多領(lǐng)域廣泛使用。有的機械部件要在高溫、高壓、激冷等惡劣環(huán)境中使用,比如軋輥、穿孔機導(dǎo)板等等。而一般的高鉻耐磨鑄鐵材料在高低溫交替環(huán)境下中易發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變導(dǎo)致體積膨脹,使得機械部件表面易出現(xiàn)裂紋,增加材料磨損速度。因此,開發(fā)力學(xué)性能和抗磨能力優(yōu)良的全奧氏體高鉻鑄鐵材料,對此類環(huán)境中使用的部件,具有實際的現(xiàn)實意義。本研究使用的原材料是某鋼廠生產(chǎn)的奧氏體過共晶高鉻白口鑄鐵,通過金相觀察、硬度及沖擊韌性測試、耐磨性測試、XRD、SEM等分析測試儀器,探討熱處理工藝及不同鈦、氮加入量對高鉻鑄鐵組織、力學(xué)性能及耐磨性的影響。研究結(jié)果表明:(1)實驗用過共晶高鉻白口鑄鐵經(jīng)950、1000、1050、1100℃不同加熱溫度,保溫2h,回火260℃2h處理后,奧氏體組織未轉(zhuǎn)變成馬氏體,材料硬度相對于未熱處理時得到了略微提高,1000℃淬火時具有較高的硬度值47.5HRC;并且隨著淬火溫度的升高,熱處理態(tài)的磨損量逐漸減小。當(dāng)溫度為1050℃時,耐磨性較好,其磨損量減少到了鑄態(tài)試樣磨損量的39.5%左右。(2)向過共晶高鉻白口鑄鐵中加入適量的Ti和N,與未加Ti、N的試樣相比,組織得到明顯細(xì)化,碳化物的分布更加均勻,長條狀初生碳化物逐漸被細(xì)化和打斷,其硬度和沖擊韌性得到明顯改善。(3)經(jīng)過實驗對比分析確定1.2%Ti+0.2%N為較佳的成分配比,其硬度值達(dá)到49.3HRC,沖擊韌性值達(dá)到4.49 J/cm~2,相比未加入Ti、N的過共晶高鉻白口鑄鐵原材料,硬度提高了7HRC,沖擊韌性提高了49.2%,并且耐磨性也有了很顯著的提高,當(dāng)向高鉻鑄鐵中添加1.2%Ti+0.2%N時,其磨損量為未添加Ti、N的過共晶高鉻白口鑄鐵原材料磨損量的7.44%,表現(xiàn)出較好的耐磨性能。(4)未加入Ti、N時,過共晶高鉻白口鑄鐵的磨損機制主要為粘著磨損,斷口斷裂類型為脆性解理斷裂。隨著Ti、N的適量加入,其磨損機制轉(zhuǎn)變?yōu)槟チＤp,同時也使得斷口斷裂類型轉(zhuǎn)變?yōu)闇?zhǔn)解理斷裂。
【圖文】：

滲碳體的晶體結(jié)構(gòu)

由圖可見，Cr 原子與 Fe 原子的排列方式差別不大，并且其原子尺寸近，使得 Cr 原子更容易置換 Fe 原子形成(Cr,Fe)7C3碳化物。M7C3的三種：六方晶系、斜方晶系及菱形晶系[26]，，晶格常數(shù)見表 1-1。M7C3碳化物的金相組織，呈孤立的六角桿狀或板條狀，間斷分布于基體削弱了對基體割裂的影響，所以這種碳化物在韌性方面的表現(xiàn)要比其他。
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG143.7

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本文編號：2623036