Proces tepelného spracovania na zlepšenie vlastností liatiny s vysokým obsahom chrómu

Vysoko chrómová liatina je skratka pre vysoko chrómovú bielu liatinu odolnú voči opotrebovaniu. Je to druh materiálu odolného voči opotrebovaniu s vynikajúcim výkonom a široko cenený. Má oveľa vyššiu odolnosť proti opotrebeniu ako bežná legovaná oceľ a oveľa vyššiu húževnatosť a pevnosť ako bežná biela liatina. Zároveň má tiež dobrú odolnosť voči vysokej teplote a korózii v kombinácii s pohodlnou výrobou a miernymi nákladmi, takže je známy ako jeden z najlepších materiálov proti opotrebeniu. Liatina s vysokým obsahom chrómu je široko používaná v baníctve, cemente, elektrickej energii, cestných stavebných strojoch, žiaruvzdorných materiáloch atď. Bežne sa používa vo vložkových doskách, kladivových hlavách a materiáloch na brúsenie guľôčok; od 80. rokov minulého storočia sa vo veľkej miere používa v komorách tryskacích strojov. A výroba čepelí a vložiek tryskacích strojov môže účinne zabrániť prenikaniu vysokorýchlostných a hustých lúčov projektilov do oceľového plášťa. Počas používania liatej liatiny s vysokým obsahom chrómu však karbidy často odpadávajú, čo má za následok nedostatočnú odolnosť obrobku proti opotrebovaniu a tradičný proces tepelného spracovania kalenia a popúšťania môže ľahko spôsobiť deformáciu a praskanie pri veľkých rozmeroch. odliatky.

School of Materials Science and Engineering of Jiangsu University navrhla použiť izotermické kalenie na zabránenie deformácii kalením a praskaniu liatiny s vysokým obsahom chrómu a zároveň získať časť bainitovej štruktúry, čím sa zlepší tvrdosť a odolnosť proti opotrebovaniu vysoko- chrómová liatina a zlepšenie jej húževnatosti úpravou štruktúry, aby sa dosiahla primeraná kombinácia pevnosti a húževnatosti a dosiahli sa dobré výsledky. Zloženie liatiny s vysokým obsahom chrómu, ktorú použili, je: 2,6 %C-19,6%Cr-1,7%Mo-0,9%Ni-1,1% V-74.1%Fe (hmotnostný zlomok), teplota austenitizácie je 950 stupňov a doba zdržania je 2 hodiny; izotermický kaliaci soľný kúpeľ využíva zmiešanú soľ 50 % KNO3+50 % NaNO3, izotermická teplota je 280 stupňov a izotermický čas je 2,5 hodiny.

Uhlík a chróm sa z austenitu vyzrážajú vo forme sekundárnych karbidov počas procesu austenitizácie a pri následnom izotermickom procese sa spodný bainitický ferit ochudobní v blízkosti hraníc zŕn alebo v zrnách. Vytvárajú sa uhlíkové zóny. V dôsledku nízkej izotermickej teploty sa v nižšom bainitickom ferite rozpustí viac uhlíka. S predlžovaním izotermického času sa teda z nižšieho bainitického feritu zráža uhlík vo forme karbidov, čiže vzniká ihlicovitá štruktúra zložená z feritu a v ňom rozmiestnených karbidov. Detekcia mikroštruktúry vzorky po izotermickom kalení ukazuje, že štruktúra matrice získanej vysokochrómovej liatiny je martenzit + nižší bainit + zadržaný austenit.

Ich výskum ukazuje, že austenitizačná teplota má veľký vplyv na výsledné vlastnosti. Keď sa teplota austenitizácie zvýši z 900 stupňov na 1000 stupňov, rázové vlastnosti vrcholia pri 950 stupňoch. Je to preto, že keď je austenitizačná teplota nízka, matricovú štruktúru tvoria sekundárne karbidy dispergované na martenzite a nižšia transformácia bainitu nastáva v časti vzorky po austenitickém kalení pri 950 stupňoch, čo vedie k zvýšeniu nárazového výkonu. Keď je teplota austenitizácie vyššia, sekundárne karbidy výrazne rastú, štiepiaci účinok na matricu sa zvyšuje a štruktúra je prevažne tvrdý a krehký martenzit, čo vedie k výraznému zníženiu rázového výkonu.

Skúška opotrebenia ukazuje, že miera opotrebenia austemerovanej vzorky je znížená asi o 41 % v porovnaní s odliatou vzorkou. brázda“ je podstatne menej.

Stručne povedané, štruktúra matrice martenzit + nižší bainit + zadržaný austenit sa získa po izotermickom temperovaní liatiny s vysokým obsahom chrómu, čo zlepšuje tvrdosť a rázový výkon. Celková tvrdosť vzorky je 60HRC; rázový výkon sa zvýši asi o 20 %, odolnosť proti opotrebeniu sa zvýši asi o 41 % a súčasne sa dosiahne dobrá kombinácia pevnosti a húževnatosti.