借助Thermo-Calc、光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡、X射線衍射儀、洛氏硬度計(jì)及沖擊磨損試驗(yàn)機(jī)對Fe-0. 45C-1. 6B高硼鋼鑄態(tài)和經(jīng)Q&P工藝處理后的組織和性能進(jìn)行分析。結(jié)果表明:高硼鋼鑄態(tài)組織由鐵素體、馬氏體及殘留奧氏體構(gòu)成的基體和共晶硼化物組成。經(jīng)Q&P工藝處理發(fā)現(xiàn),高硼鋼在Ms點(diǎn)以下為馬氏體等溫轉(zhuǎn)變,隨著淬火時間的增加,基體中殘留奧氏體越來越多,在淬火時間為120 s時達(dá)到極限。隨著配分時間的增加,高硼鋼中殘留奧氏體增加,配分時間為80 s時殘留奧氏體量最多,但是由于較多的殘留奧氏體不能支撐硼化物,因此高硼鋼的耐磨性降低。 

【文章來源】：金屬熱處理. 2020年05期 北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

淬火溫度的理論計(jì)算(a)及Q&P工藝路線圖(b)

圖4為鑄態(tài)Fe-0.45C-1.6B高硼鋼的XRD圖譜，由圖可知高硼鋼中除了含有α-Fe外還存在γ-Fe，這是因?yàn)镸n為奧氏體形成元素，能有效降低高硼鋼的Ms點(diǎn)，具有強(qiáng)烈穩(wěn)定奧氏體的作用，致使鑄態(tài)組織中含有少量殘留奧氏體，還可知高硼鋼中硼化物為Fe2B和Fe23(B,C)6，這與圖2的相圖一致。2.2 淬火時間對組織性能的影響

從圖2的Fe-0.45C-B高硼鋼的變溫截面圖可以看出，硼含量低于3.5wt%時為該鋼的亞共晶區(qū)域。當(dāng)硼含量為1.6wt%時，先生成初生奧氏體，之后發(fā)生二元共晶反應(yīng):L→γ+Fe2B，三元包晶反應(yīng):L+Fe2B→γ+Fe3(B,C)，以及包析轉(zhuǎn)變:Fe3(B,C)+α-Fe→Fe23(C,B)6，最終的平衡組織為α+Fe2B+Fe23(C,B)6。圖3為鑄態(tài)Fe-0.45C-1.6B高硼鋼的顯微組織，可看出試樣由奧氏體枝晶和共晶萊氏體組成。由于B及Mn等合金元素部分溶于奧氏體，使過冷奧氏體穩(wěn)定性提高，增加了高硼鋼淬透性，在鐵模中進(jìn)一步發(fā)生了馬氏體相變，導(dǎo)致基體完全由馬氏體組織構(gòu)成。硼在固液兩相中的分配系數(shù)小于1，奧氏體枝晶生成的同時剩余溶液的硼濃度增加，會在枝晶周圍形成各種共晶硼化物，硼化物比碳化物具有更高的硬度，但是這些硼化物嚴(yán)重割裂基體，會導(dǎo)致裂紋沿硼化物網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展。從圖3(b)也發(fā)現(xiàn)在枝晶中心存在鐵素體組織，這是因?yàn)殍F模澆鑄冷速較大，出現(xiàn)枝晶偏析導(dǎo)致的。圖3(c)為圖3(b)枝晶中Al元素分布的線掃描圖，可以看到從枝晶中心到邊緣，Al呈現(xiàn)減少的趨勢，中心處Al含量最高，而Al是鐵素體形成元素，能擴(kuò)大高溫δ相區(qū)，縮小γ相區(qū)，導(dǎo)致鐵素體的形成[9]。硼化物的形成需要消耗大量的合金元素，且Mn和Fe為相鄰元素，所以Mn會替代部分的Fe，圖3(d)為圖3(b)枝晶中Mn元素分布情況，可以看出，在枝晶周圍硼化物中Mn含量較多，在枝晶鐵素體中含量最少。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]淬火配分處理對鍛態(tài)Fe-0.2C-9Mn-3.5Al鋼顯微組織及力學(xué)行為的影響[J]. 李金鑫,黃興民,張雷,呂超,戴光澤.  金屬熱處理. 2020(02)
[2]冷軋高強(qiáng)雙相鋼中殘留奧氏體的作用[J]. 曾路,吳騰,吳潤,唐夢霞.  金屬熱處理. 2018(10)
[3]I&Q&P工藝預(yù)先Mn配分處理低碳硅錳鋼的組織與性能[J]. 任振全,田亞強(qiáng),李然,宋進(jìn)英,魏英立,代鑫,陳連生.  金屬熱處理. 2016(12)
[4]低碳20Mn2SiVB鋼貝氏體相變及其TRIP效應(yīng)[J]. 霍顏秋,張夢賢,王海波,蔡培陽.  金屬熱處理. 2014(10)
[5]鋁含量對Fe-Cr-B-Al合金組織性能影響的研究[J]. 于震,符寒光,蔣業(yè)華,周榮,雷永平,岑啟宏,郭紅星.  中國鑄造裝備與技術(shù). 2012(04)



本文編號：2939703