亚临界热处理Cr13Mn3MoV2高铬铸铁的硬化行为和耐磨性

研究了Cr13Mn3MoV2高铬铸铁在亚临界处理时的硬化行为和耐磨性。研究表明,通过亚临界热处理可以使含有大量残留奥氏体的高铬铸铁产生二次硬化,从而提高高铬铸铁的硬度和耐磨性。利用合金热力学理论计算了奥氏体中碳的活度,固溶于奥氏体中的Mo和V会降低奥氏体中C的活度,对C在亚临界热处理过程中扩散的阻碍作用,所以与没有添加Mo和V的高铬铸铁比较,添加Mo和V的高铬铸铁二次硬化峰的出现需要更长的保温时间。添加Mo和V的高铬铸铁在亚临界热处理时除了二次碳化物（Fe,Cr）23C6的析出外,还有Mo2C和VCr2C2碳化物析出,有效地提高了合金抗磨料磨损能力。     

淬火工艺对Cr26高铬耐磨铸铁组织与硬度的影响

利用光学显微镜、洛氏硬度计等研究了不同淬火工艺对Cr26高铬耐磨铸铁组织与硬度的影响。结果表明:铸态Cr26高铬铸铁组织主要由初生奥氏体和碳化物组成。经980~1060 ℃不同温度淬火、空冷后,高铬铸铁组织中有大量二次碳化物析出。随着淬火温度的升高,析出的二次碳化物先增加后减少,试样硬度先升高后降低。1020 ℃淬火试样硬度达到峰值,为65.7 HRC。1020 ℃淬火高铬铸铁,经空淬、油淬和水淬不同方式冷却,随着冷却速度的增大,高铬铸铁组织中碳化物颗粒、碳化物比例逐渐增大,硬度逐渐增大,其中水淬高铬铸铁试样硬度最大,达到68.2 HRC。     

分级保温热处理对高铬白口铸铁组织和性能的影响

研究了分级保温热处理对高铬白口铸铁组织转变、硬度、冲击韧性及耐磨性的影响。结果表明:高铬白口铸铁分级保温处理中,基体中过饱和的碳和合金元素会以二次碳化物的形式析出,残留奥氏体发生马氏体转变。在1150℃×2 h+890℃×5 h分级保温过程中,随着保温时间的延长有大量二次碳化物析出,首先析出颗粒状的(Cr,Fe)23C6,然后基体和(Cr,Fe)23C6发生原位转变生成片状的(Cr,V)2C和长条状的(Cr,Fe)7C3,有效地提高了合金的硬度、冲击韧性及抗磨损能力。     

不同热处理对一种高铬铸铁组织的影响

用X射线衍射（XRD）、磁性法和透射电镜（TEM）等方法研究了不同热处理对一种含Mo、Cu高铬铸铁的组织的影响。结果表明：高铬铸铁亚临界处理和去稳处理中,基体会以二次碳化物的形式析出过饱和的碳和合金元素,残余奥氏体发生马氏体转变。在亚临界处理中,处理温度越高,马氏体转变越快;在去稳处理过程中,当温度为1000℃时残余奥氏体量最少,随着处理温度的提高,残余奥氏体反而增多。二次碳化物析出的顺序是首先析出颗粒状的（Fe,Cr）23C6,然后随着保温时间的延长（Fe,Cr）23C6发生原位转变为M3C,基体部分转变为珠光体。     

加热温度和冷却速度对亚共晶高铬铸铁微观组织的影响

采用淬火变形膨胀仪测量高铬铸铁在不同冷却速度下的膨胀曲线,研究了加热温度和冷却速度对高铬铸铁热处理冷却过程中其微观组织转变的影响规律。结果表明,在较低冷速下微观组织为典型的亚共晶白口铸铁组织形态,由初生奥氏体的低温转变组织和共晶体组成;在冷却速度为3℃/s时开始出现马氏体组织,并优先在共晶奥氏体区域大量形成;随着冷却速度的增加,马氏体量逐步增多,在10℃/s冷速下为连续的马氏体基体组织和共晶碳化物。二次碳化物在初生奥氏体区大量弥散析出,而在共晶奥氏体区近共晶碳化物周边位置没有二次碳化物生成,远离共晶碳化物的区域有少量二次碳化物的析出。随着加热温度的升高和冷却速度的增加,初生奥氏体和共晶奥氏体区的珠光体片层间距均逐渐减小。     

冷却速度对高铬铸铁热处理过程中组织转变的影响

研究了冷却速度对高铬铸铁热处理冷却过程中其微观组织转交的影响,并观察其微观组织.结果表明,在较低冷速下微观组织为典型的亚共晶白口铸铁组织形态,由初生奥氏体的低温转变组织和共晶体组成;在冷却速度为3℃/s时开始出现马氏体组织,并优先在共晶奥氏体区域大量形成;随着冷却速度的增加,马氏体量逐步增多,在10℃/s冷速下为连续的马氏体基体组织和共晶碳化物.二次碳化物在初生奥氏体区大量弥散析出,而在共晶奥氏体区没有二次碳化物生成.随着冷速的增加,初生奥氏体和共晶奥氏体区的珠光体片层间距均逐渐减小.     

高铬白口铸铁耐磨性和显微组织的关系

研究了高铬白口铸铁亚临界热处理后耐磨性和显微组织的关系。结果表明，高铬铸铁在亚临界热处理过程中C和Cr以M23C6型二次碳化物的形式析出，导致奥氏体Ms点升高，使其在冷却时发生马氏体转变。马氏体的高硬度改善了合金耐磨性。合金耐磨性和合金组织中残留奥氏体含量具有相互对应关系，本试验中此含量为10％左右。当残留奥氏体含量低于10％时，由于（Fe，Cr）23C6发生向M3C型碳化物的原位转变，相应的组织转变为珠光体，导致耐磨性急剧下降。     

深冷处理对13Cr-2Mn-2V高铬白口铸铁显微组织和硬化行为的影响

采用X射线衍射、磁性法和硬度测量等方法研究了深冷处理对高铬自口铸铁显微组织和硬化行为的影响。结果表明，在去稳加空冷处理过程中，随着加热温度(900～1150℃)的升高，高铬铸铁的硬度先升高并在1000℃时达到最高值，然后开始下降。去稳加深冷处理过程中，高铬铸铁硬度的变化与前者相似，但其硬度显著高于未加深冷处理的高铬铸铁。深冷处理使高铬铸铁的残余奥氏体的含量大大下降，并且有二次碳化物的析出。尽管马氏体含量升高，但其含碳量降低，硬度降低。因此，在高铬铸铁硬度强化机制中，二次碳化物(Fe，Cr)23，C6，所起的作用要强于马氏体。当硬度达到最高时其组织中仍残留少量奥氏体。     

Mo、Cu对高铬铸铁凝固组织和亚临界热处理硬化行为的影响

研究了Mo和Cu对高铬铸铁凝固组织和亚临界热处理硬化行为的影响。研究表明，添加Mo和Cu可以使高铬铸铁的凝固组织获得更多的残留奥氏体。含有Mo和Cu的高铬铸铁在亚临界热处理过程中有明显的二次硬化现象。由于Mo是强碳化物形成元素与碳原子之间有强的相互吸引作用，阻碍碳原子在凝固冷却时碳从奥氏体向液相扩散，使共晶奥氏体的碳含量较高，导致奥氏体的Ms点降低，使得铸态组织获得更多的残留奥氏体。固溶于奥氏体中的Cu对奥氏体中碳在亚临界热处理过程中的析出具有很强的阻碍作用，所以与没有添加Mo和Cu的高铬铸铁比较，添加Mo和Cu的高铬铸铁二次硬化峰的出现需要更高的温度或者更长的保温时间。     

高铬铸铁耐磨堆焊埋弧药芯焊丝研究

采用自动埋弧堆焊对高铬铸铁埋弧药芯焊丝堆焊合金的组织及耐磨性进行试验,研究Cr/C对堆焊层的组织和耐磨性的影响.研究发现,Cr/C增加,初生碳化物形状越来越规则,初生碳化物的杆状纤维增长,增加堆焊层的韧性.初生碳化物微区Cr含量增加,增加初生碳化物显微硬度.Cr/C与初生碳化物面积分数对耐磨性的影响比较明显,其中初生碳化物面积分数与耐磨性呈线性关系.高铬铸铁堆焊层的耐磨性受到基体组织影响较大,由奥氏体及其分解产物构成的混合基体的堆焊层耐磨性最大.文中所研究的41#、43#、45#焊丝其堆焊层的耐磨性非常好,相对Q235钢的耐磨性分别为β41=27.1716、β43=18.6305和β45=19.7949.文中进一步探讨了耐磨堆焊层磨损过程中的孔洞效应及裂纹扩张效应.     

深冷处理对Cr14Mn2V2高铬铸铁组织转变和磨损性能的影响

分别采用X射线衍射(XRD)、电子透射电镜(TEM)和磨损测量(WT)等方法研究了深冷处理对高铬铸铁显微组织和磨损行为的影响。深冷处理能有效地降低高铬铸铁中的残余奥氏体含量,促进细微碳化物的析出,但不能完全将奥氏体转化为马氏体。大量马氏体的形成和微小二次碳化物的析出,显著提高了高铬铸铁的耐磨性。当残余奥氏体含量约为15%时,材料的耐磨性能达到最好,残余奥氏体量较多或较少都不利于耐磨性的提高。结果表明,亚临界加深冷处理试样的磨损性能较未深冷的试样有较大的提高。     

Kinetics of secondary carbides precipitation in a high-chromium white iron

This work analyzes the rate of secondary carbides precipitation during the destabilization heat treatment of a 17% Cr white iron. The experimental iron was characterized in the as-cast conditions to have comparable parameters with the heat treated samples. Destabilization heat treatments were undertaken at temperatures of 900, 1000, and 1150 °C for between 5 min and 8 h; each sample was water quenched immediately after being taken out of the furnace. Characterization was carried out by optical and electron microscopy, image analysis, and energy dispersive spectroscopy (EDS) microanalysis; hardness and microhardness were also evaluated. It was found that most of the secondary carbides that precipitate (between 2–30% of the matrix volume) precipitated in less than 2 h for the lowest destabilization temperature (900 °C). The secondary carbides volume fraction was found to increase for lower destabilization temperatures and large soaking times. A very low carbide precipitation along with a stabilization of the austenite phase occurred for heat treatments at 1150 °C. The results are discussed in terms of the solubility of chromium and carbon in the austenite phase at the different treatment temperatures.     

淬火回火工艺对Cr26过共晶高铬铸铁组织及性能的影响

采用X射线衍射仪、光学显微镜、扫描电镜、硬度测试、冲击试验和磨损试验等手段,研究了淬火和回火工艺对Cr26型过共晶高铬铸铁组织、硬度、冲击吸收能量和耐磨性的影响。结果表明,经980~1100 ℃淬火和250~600 ℃回火后的Cr26过共晶高铬铸铁的组织主要是马氏体基体,M₇C₃碳化物和少量奥氏体。初生碳化物为六边形,共晶碳化物和回火生成的二次碳化物呈短棒状。总体碳化物含量随淬火温度升高略有上升。随回火温度的升高,硬度先降低后增加,超过500 ℃回火时再次降低,而冲击吸收能量先增加后降低,超过350 ℃回火时再次上升。不同温度淬火时,对应最大耐磨性的回火温度不同。980、1050 ℃淬火时,再经250 ℃回火获得最高的耐磨性,而1100 ℃淬火时,再经350 ℃回火获得最大耐磨性。     

The Kinetics of Phase Transformations During Tempering in Laser Melted High Chromium Cast Steel

The precipitation of secondary carbides in the laser melted high chromium cast steels during tempering at 300-650?°C for 2?h in air furnace was characterized and the present phases was identified, by using transmission electron microscopy. Laser melted high chromium cast steel consists of austenitic dendrites and interdendritic M₂₃C₆ carbides. The austenite has such a strong tempering stability that it remains unchanged at temperature below 400?°C and the secondary hardening phenomenon starts from 450?°C to the maximum value of 672 HV at 560?°C. After tempering at 450?°C fine M₂₃C₆ carbides precipitate from the supersaturated austenite preferentially. In addition, the dislocation lines and slip bands still exist inside the austenite. While tempering at temperature below 560?°C, the secondary hardening simultaneously results from the martensite phase transformation and the precipitation of carbides as well as dislocation strengthening within a refined microstructure. Moreover, the formation of the ferrite matrix and large quality of coarse lamellar M₃C carbides when the samples were tempered at 650?°C contributes to the decrease of hardness.     

Microstructure and wear resistance of highchromium cast iron containing niobium

In the paper, the effect of niobium addition on the microstructure, mechanical properties and wear resistance of high chromium cast iron has been studied. The results show that the microstructure of the heattreated alloys is composed of M7C3 and M23C6 types primary carbide, eutectic carbide, secondary carbide and a matrix of martensite and retained austenite. NbC particles appear both inside and on the edge of the primary carbides. The hardness of the studied alloys maintains around 66 HRC, not significantly affected by the Nb content within the selected range of 0.48%-0.74%. The impact toughness of the alloys increases with increasing niobium content. The wear resistance of the specimens presents little variation in spite of the increase of Nb content under a light load of 40 N. However, when heavier loads of 70 and 100 N are applied, the wear resistance increases with increasing Nb content.     

碳含量对铸态Mn6系钢奥氏体稳定性的影响

分析了碳含量的变化对铸态Mn6系钢显微组织的影响,探讨了Mn6系钢在铸态下碳含量与奥氏体稳定性的关系。结果表明,当碳含量在0.93%以下时,凝固组织中发生部分珠光体转变和马氏体转变;当碳含量在1.19%时,凝固组织为全奥氏体。而当碳含量达到1.28%时,凝固组织中开始析出第二相碳化物。含碳量1.19%为奥氏体稳定性的一个重要分界点。     

Mn-Si-Cr系中碳钢在过冷奥氏体状态下变形时的显微组织演变

将Mn-Si-Cr系中碳钢在过冷奥氏体状态下进行低速率变形, 变形促进先共析铁素体转变, 但未见层状珠光体形成. 铁素体在奥氏体晶界和晶内形核, 以近似等轴状长大、交联, 并分割奥氏体, 形成富碳奥氏体区. 随着变形量的增大, 铁素体可在富碳奥氏体区内部继续形核长大并交联, 导致富碳奥氏体区不断被分割且碳浓度升高, 当碳浓度足够高时, 一次析出球状碳化物可在富碳奥氏体区边界处形成, 尺寸为0.5-1 μm; 变形过程中铁素体的动态回复和再结晶导致碳原子从Cottrell气团中逸出, 在铁素体内部形成几十纳米的二次析出球状碳化物.     

Effects of Si on the Microstructures and Mechanical Properties of High-Chromium Cast Iron

Effect of Si on the microstructures and mechanical properties of high-chromium cast iron was investigated. The eutectic carbides are refined greatly and a transformation of matrix from austenitic matrix to pearlite is observed with increase in Si content from 0.5 to 1.5 wt.%. The refinement of eutectic microstructure is attributed to the decrease in the eutectic temperature, while the transformation from austenite matrix to pearlite is associated with the increase in solubility of carbon in the matrix. In the pearlite matrix, two types of pearlite are observed: one with lamellar pearlite, distributing at the periphery, and the second one with granular pearlite at the center. The density of secondary carbides precipitated from the matrix increases greatly with addition of Si from 0.5 to 1.5 wt.%, which is associated with more carbon and chromium elements confined in the matrix in the alloy containing 1.5 wt.%. More rod-like particles are observed in the alloy containing 0.5 wt.% Si, while the morphology of secondary carbides of alloy containing 1.5 wt.% is granular. The mechanical properties are improved with a 7% increase in tensile strength from 586 to 626 MPa and impact toughness from 5.8 to 7.3 J cm^?2.     

含稀土轧辊用高速钢淬回火过程微观组织转变

利用金相(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)及能损谱(EELS)等手段,研究了含稀土轧辊用高速钢在1100℃淬火和550℃两次回火热处理过程的微观组织变化特征,重点探讨了碳化物行为。结果表明,淬火加热过程中热稳定性较高的MC和M6C型一次共晶碳化物难以溶解,亚稳态的M2C型一次共晶碳化物则发生分解反应得到MC和M6C两种碳化物,分解形成的M6C较MC量多且尺寸较大,小颗粒MC包含在M6C之中;淬火基体组织由马氏体和残留奥氏体组成,淬火马氏体既有板条马氏体也有孪晶型马氏体。经两次回火后,残留奥氏体得以有效消除,大量细小富V的MC型二次碳化物弥散析出产生二次硬化现象。