高鉻鑄鐵組織超聲無損評價研究.pdf

1、含鉻量在12﹪～28﹪之間的鑄鐵是目前高合金抗磨鑄鐵中應(yīng)用最廣泛的一種耐磨性優(yōu)良的材料。高鉻鑄鐵的優(yōu)良抗磨能力和沖擊韌性主要取決于其特有的組織。這種鑄鐵的碳化物主要為M7C3型，硬度很高，多數(shù)以條形形態(tài)存在。由于基體中富含鉻元素，有較好的淬透性，經(jīng)過適宜的熱處理可獲得抗磨性能優(yōu)良的合金組織。高鉻鑄鐵中碳化物的數(shù)量、性質(zhì)、尺寸、分布狀態(tài)以及基體組織性質(zhì)都對其抗磨性能產(chǎn)生明顯影響。本論文針對高鉻鑄鐵的組織特點，將測得的聲速的變化歸因于碳化物

2、的數(shù)量、性質(zhì)、尺寸、分布狀態(tài)以及基體組織性質(zhì)的變化，利用超聲的傳播速度和衰減之間的關(guān)系，研究高鉻鑄鐵的組織與超聲聲速和衰減之間的關(guān)系，以用來對高鉻鑄鐵組織實現(xiàn)無損的超聲表征，為抗磨鑄件提供一種可監(jiān)測的無損、全面的檢測方法。
　　本論文根據(jù)材料學(xué)和超聲學(xué)的要求對試樣的尺寸進行了計算和選擇，之后通過工藝手段（硬化處理、淬火和回火）獲得所需要的組織，再進行金相試驗，最后利用超聲聲速法、頻譜分析和能譜分析對試樣的組織進行超聲評價研究，建立

3、高鉻鑄鐵組織與超聲信號的關(guān)系。試驗結(jié)果表明：（1）冷卻方式的不同，隨著冷卻速度的加快，高鉻鑄鐵組織中的殘余奧氏體量減少，馬氏體增多。（2）在熱處理過程中，隨著淬火溫度的升高，組織中的碳元素和鉻元素的析出量不斷的增多，多以二次碳化物的形成存在。隨著溫度的不斷升高，二次碳化物不斷的聚集、長大，當(dāng)溫度達到1000℃時，基體中析出的二次碳化物的顆粒最大，析出的量最多。當(dāng)溫度繼續(xù)升高時，碳元素和鉻元素又重新溶入基體中，二次碳化物的量減少，而二次碳

4、化物的量又表征著殘余奧氏體轉(zhuǎn)變成馬氏體的轉(zhuǎn)變程度。（3）馬氏體的力學(xué)性能就是硬度高，因此，組織中馬氏體的含量高，則力學(xué)表現(xiàn)為硬度高。（4）由于馬氏體是過飽和固溶體，分布在在空間很小的八面體的中心的碳原子會使晶體點陣發(fā)生嚴重的畸變，使得彈性模量變小，隨之聲速也變小。因此組織中的馬氏體含量多的話，其聲速就小。由實驗結(jié)果可以看出，聲速與硬度有很好的對應(yīng)關(guān)系。（5）晶粒中的馬氏體會打碎原來的晶粒，因此散射體的尺寸就會變小，則主頻率也向高頻移動。