耐磨奧-貝球鐵組織與性能的研究.pdf

1、奧-貝球鐵具有良好的綜合性能，一般通過等溫淬火的方式得到，所以也稱為等溫淬火球鐵(國外稱為Austempered Ductile Iron，簡稱ADI)。但是，等溫淬火生產(chǎn)工藝存在著能源消耗大、費(fèi)用高、環(huán)境污染等缺點(diǎn)，故本文根據(jù)合金元素的作用及熱力學(xué)計(jì)算模擬，基于合金化考慮，設(shè)計(jì)了合理的化學(xué)成分，以期通過離心鑄造的手段得到高性能鑄態(tài)奧-貝球鐵。在此基礎(chǔ)上，對(duì)該奧-貝球鐵的熱處理工藝及耐磨性進(jìn)行了研究。
　　本文的主要工作可以概括為

2、以下幾個(gè)方面:(1)對(duì)給定成分的鑄態(tài)奧-貝球鐵的組織和性能進(jìn)行研究和分析，并考察釩元素對(duì)其影響;(2)考察鑄態(tài)奧-貝球鐵靜態(tài)連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變行為;(3)模擬不同等溫溫度、等溫時(shí)間對(duì)其組織和硬度的影響;(4)制定合理的熱處理工藝參數(shù)，考察不同等溫鹽浴淬火溫度對(duì)其組織和性能的影響;(5)考察鑄態(tài)及熱處理狀態(tài)試樣的耐磨損性能，并分析其磨損機(jī)理。全文得出的主要結(jié)論如下:
　　(1)通過合理的化學(xué)成分設(shè)計(jì)，可以得到鑄態(tài)奧-貝球鐵，組織為針狀貝氏

3、體、殘余奧氏體、碳化物和石墨，硬度、抗拉強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度較好，沖擊韌性較差;釩元素能有效細(xì)化奧-貝組織，提高力學(xué)性能。
　　(2)鑄態(tài)奧-貝球鐵靜態(tài)連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變時(shí)，在較低冷速(≥0.04℃/s)下仍然得到馬氏體組織，馬氏體轉(zhuǎn)變開始點(diǎn)在180℃左右，未能測到馬氏體轉(zhuǎn)變結(jié)束點(diǎn)。
　　(3)利用相變儀模擬熱處理工藝實(shí)驗(yàn)中，隨等溫溫度升高，奧-貝球鐵組織由下貝氏體轉(zhuǎn)變?yōu)樯县愂象w，馬氏體量減少，硬度逐漸降低;隨等溫轉(zhuǎn)變時(shí)間延長，奧氏體轉(zhuǎn)

4、變充分，殘余奧氏體含量減少，硬度逐漸降低;但400℃等溫時(shí)間過長時(shí)，硬度有所上升。
　　(4)在280～325℃等溫鹽浴淬火時(shí)，奧-貝球鐵組織中貝氏體鐵素體片層與奧氏體相間分布，貝氏體形核于奧氏體基體上，不穩(wěn)定奧氏體于室溫下部分轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。隨等溫溫度升高，組織粗化，殘余奧氏體量增加，硬度和抗拉強(qiáng)度逐漸降低，沖擊韌性和抗壓強(qiáng)度逐漸增高。
　　(5)在低應(yīng)力石英砂磨粒磨損實(shí)驗(yàn)中，奧-貝球鐵的耐磨性優(yōu)于高硬度45#鋼;釩能有效提