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KmTBCr20Mo高鉻白口鑄鐵的熱處理工藝
發布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.jshcn.cn
更新時間：2015-03-16
高鉻白口鑄鐵（牌號為 KmTBCr20Mo）的最佳熱處理工藝為1000℃×2 h 空冷淬火+250℃×2 h 回火，用該工藝熱外理葉片可獲得彌散分布的M7C3型碳化物 +二次碳化物+回火馬氏體基體及少量殘留奧氏體組織。用作挖泥船泥漿泵葉片，其抗泥沙磨損能力提高了34.41%。
?????? 高鉻白口鑄鐵被譽為當代最優良的抗磨料磨損材料之一，廣泛用于造船、礦山、冶金、火力發電、水泥粉磨等行業中。一般工業生產中應用的高鉻鑄鐵Cr?含量為?10%?～?30%?，其微觀組織中碳化物以?(Fe,Cr)7C3型為主，顯微硬度高達1500～1800?HV，并且碳化物呈現斷續狀或棒條形態，因此具有優良的抗磨性，但高鉻鑄鐵普遍存在韌性不足的缺點。熱處理是改善高鉻鑄鐵組織結構的一種重要工藝，對改善高鉻鑄鐵材料的硬度、韌性和耐磨性均具有重要作用。集美大學輪機工程學院通過研究高鉻鑄鐵材料的組織與熱處理工藝條件之間的關系，獲取了泥漿泵葉片鑄鐵件的最佳熱處理工藝。他們的研究結果表明，高鉻白口鑄鐵（牌號為?KmTBCr20Mo）的最佳熱處理工藝為1000℃×2?h?空冷淬火+250℃×2?h?回火，用該工藝熱外理葉片可獲得彌散分布的M7C3型碳化物?+二次碳化物+回火馬氏體基體及少量殘留奧氏體組織。用作挖泥船泥漿泵葉片，其抗泥沙磨損能力提高了34.41%。
實驗表明，奧氏體化溫度越高，殘留奧氏體量越多，馬氏體量越少。隨著奧氏體化溫度的升高，高鉻鑄鐵的硬度先升高再降低，在?1000℃?淬火時，試樣的宏觀硬度最高，為62.74?HＲC。這是因為二次碳化物沉淀析出的溫度決定了在奧氏體中溶解的碳含量和合金元素含量，進而顯著地影響?Ms?點的溫度和淬火硬度。當奧氏體化溫度較低時，析出的二次碳化物數量多、顆粒小、分布均勻，奧氏體中碳及合金元素含量少，空冷后馬氏體硬度較低;?但是如果奧氏體化溫度過高，析出的二次碳化物數量少、顆粒大、分布不均勻，奧氏體中碳及合金元素含量多，奧氏體穩定性高、Ms?點降低，導致淬火后殘留奧氏體多、馬氏體少，硬度又會降低。
對?1000℃保溫不同時間后淬火的試樣進行硬度測試的結果表明，保溫?2?h?后空冷的試樣硬度最高，為64.04?HＲC。如果保溫時間繼續延長，隨著奧氏體晶粒長大以及奧氏體中析出的二次碳化物的增多，材料硬度反而降低。
為了消除內應力和提高韌性，高鉻鑄鐵淬火后應進行回火。高鉻白口鑄鐵合金含量較高，回火穩定性好，在?250～500℃回火時不僅韌性有所提高，而且硬度下降不大。將上述?1000℃保溫?2?h?后空冷的高鉻鑄鐵試樣，分別在?250℃和?450℃進行?2?h?回火，發現250℃回火后碳化物組織呈細小的粒狀和塊狀，邊界圓鈍，彌散分布;?而?450?℃回火后的碳化物組織條塊較大，部分碳化物呈放射狀分布。顯微硬度測試表明，250℃回火?2?h?后基體的顯微硬度最高。熱處理后，試樣的硬度和沖擊性能比鑄態都有所提高，經1000℃×2?h?淬火+250℃×2?h?回火工藝處理的試樣的沖擊值提高幅度十分顯著，沖擊吸收能量達到4.13?J。
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