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热处理对巴氏合金组织和性能的影响分析
[ 编辑:admin | 时间:2010-11-01 13:33:30 | 浏览:73次 | 来源: | 作者: ]

 热处理对巴氏合金组织和性能的影响分析,近年来随着现代工业飞速发展,巴氏合金的需求量越来越大,质量要求也越来越高。采用离心复合铸造法生产的巴氏合金广泛应用于机械、发电、航天等行业。巴氏合金具有较好的耐磨性、较高的抗热裂性和抗剥落性能,但不能满足日益发展的高速轧制的要求。为了能提高巴氏合金的综合使用性能,在普通巴氏合金中加入强碳化物形成元素使基本组织中含有一定量的高耐磨特殊碳化物质点。巴氏合金无限冷硬铸铁中加入适量微合金化元素,并通过复合变质处理,得到了较为理想的组织和碳化合物形态。周口环宇金属科技有限公司研究了巴氏合金的热处理,分析了各组巴氏合金试样热处理后的微观组织和力学性能,找出了最佳的热处理方案。


  一、实验材料及方法


  采用离心铸造工艺生产巴氏合金的表面工作层,合金熔体在浇入离心机旋转的模具之前,先浇注出标准合金试块,并且添加适量的微合金化元素。当巴氏合金熔体温度达到450℃时去渣出炉,变质剂在浇包中加入,浇铸温度为380℃。巴氏合金性能试样均采用线切割法在标准合金试块上切取,冲击韧度试样采用10mm*10mm无缺口标准巴氏合金试样,回火保温时间为10h,随炉冷却至200℃出炉空冷。回火处理后的巴氏合金试样,在摆锤式冲击试验机上测定巴氏合金试样的冲击韧度值。巴氏合金硬度试样采用冲击之后的断头试样在洛式硬度计上进行硬度值的测定,硬度测定取5次试验结果的平均值。巴氏合金金相试样经过砂轮打磨、砂纸预磨合抛光机抛光后,用硝酸酒精腐蚀,在电扫描镜下观察巴氏合金试样的金相组织。采用射线衍射仪对铸态和热处理后的巴氏合金试样进行物相分析,以确定物相结构和残余奥氏体量。


  二、实验结果及分析


  1.巴氏合金的铸态组织


  从处理后巴氏合金的铸态组织可以看出,变质后巴氏合金的铸态组织为贝氏体、碳化物、少量马氏体、极少量残余奥氏体以及少量的共晶碳化物。巴氏合金基体中针状贝氏体并不明显,针贝氏体状间未发现颗粒状合金碳化物析出。


  2.巴氏合金热处理后的组织


  从变质处理的巴氏合金不同热处理后的扫描电镜照片可以看出,变质巴氏合金在250℃回火处理后,巴氏合金基体组织为针状下贝氏体组织;在300℃回火处理后,巴氏合金基体组织为略微细小的针状下贝氏体组织;在410℃回火处理后,巴氏合金组织中基体为明显的羽毛状贝氏体,贝氏体针间少量颗粒状的二次碳化物析出;430℃热处理后,巴氏合金基体上位贝氏体,并出现了少量贝氏体针状形貌的索氏体,针状组织之间析出细小弥散分布的颗粒状二次碳化物。


  3.巴氏合金的力学性能


  从变质巴氏合金在不同热处理温度工艺下的冲击韧度和硬度数据可以看住,250℃热处理后变质巴氏合金的硬度最高。巴氏合金经不同温度回火处理后,其力学性能明显得到改善。随着回火温度的升高,巴氏合金的硬度逐渐降低。而冲击韧度在低温回火时较高,随回火温度继续升高,巴氏合金试样的冲击韧度值略微降低。这是由于巴氏合金在铸型中冷却速度较快,合金组织不均匀,内应力很大,因而强度较低脆性较大;回火温度较低时,组织中的马氏体转变为回火马氏体,残余奥氏体转变为贝氏体,住在应力逐渐被消除,巴氏合金基体组织更加稳定。回火温度下,饱和针状组织以回火碳化物的形式析出,减少了针状组织的过饱和度,使巴氏合金硬度降低。回火温度升高,过饱和针状组织中的扩散速度增大,有更多的碳化物从贝氏体基体中析出,扩散至先前析出的碳化物上使碳化物继续长大,导致巴氏合金基体硬度下降。


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