碳化物团球化里氏体－贝氏体新型抗磨中锰钢许振明，姜启川，何镇明，赵宇光（吉林工业大学）摘 要在中锰钢基础上，采用变质处理获得新型铸态抗磨钢：碳化物四球化典氏作－贝氏体钢它具有高 强韧性、高耐磨性，是一种有广阔应用前景的新型抗磨材料．关键词变质，
碳化物团球化，奥氏体 －贝氏体钢对锰系耐磨铸钢进行复合变质处理，使奥氏体晶粒内部的针状碳化物在铸态下转变成团 球状门一”，但因其基体为奥氏体，在非强烈冲击工况Ｆ耐磨性差的缺点仍无改进．本文报导用新 型变质剂对高碳中锰钢进行变质处理，获得在奥氏体一贝氏体基体上均匀分布四球状碳化物的新型
抗磨材料，它兼有奥氏体锰钢、贝氏体钢及抗磨白口铸铁之优点，可望具有高的耐磨性．１实验方 法试样成分见表１．采用ｓｋｇ中频感应电炉，不氧化法熔炼，当温度达！６００℃时，插ＡＩ出 钢，在包中加入新型变质剂．在砂型中铸出１２ｍｍｘｌＺｍｍｘ１６ｍｍ试棒，磨成１０ｍｍｘ １０ｍｍｘ５５ｍｍ无缺口冲击试样，进行硬度、冲击韧性检测．在ＭＬ—１０型磨料磨损试验机 上作磨损试验，用Ｈ—８００透射电镜，操作电压２００ｋＶ，分辨率０．４ｕｒｎ．２实验结果 及分析２．ＩＮ化物团球化莫氏体一贝氏作钢组织图ｌａ表明未变质处理铸态中锰钢组织为奥氏体 （白亮区）、珠光体、大量晶界网状碳化物及奥氏体内少量针状碳化物．图比表明在变质处理后， 团球状碳化物弥散分布在奥氏体一贝氏体基体上，团球状碳化物在透射电镜下组织如图Ｉｃ，经电 子衍射分析得知，团球状碳化物为合金渗碳体（Ｆｅ．Ｍｎ）。Ｃ黑色）和奥氏体（白色）共晶组 织，这是因为在凝固过程中Ｃ、Ｍｎ、Ｓｔ再分配（分配系数分别为０．３０，０．７５，０．８ ３）出现枝晶偏析，根据Ｓｃｈｅｉｌ方程：ＣＬ－Ｃ斤一”（Ｃ。为液相中博质浓度；ＣＯ为合 金溶质平均浓度；人为剩余液相分数；ｋ为溶质分配系数）可知，后凝固的奥氏体枝晶间小博池的 液相中的含Ｃ、Ｍｎ、Ｓｔ量随液相减少而增加，当达到共晶成分时，则发生共晶转变，在枝晶间 形成了球状碳化物（关于碳化物四球化机理另外报道）图ｉｄ为此钢的贝氏体组织，与经典贝氏体 组织不同，它在板条铁素体广成一定角度（３５—４０“）分布残国家自然科学基金资助项目，编 号５９１７１０４１；本文联系人：许振明，长春市１３００２５，吉林工业大学铸造教研室表１ 中锰钢化学成分（Ｗ％）和铸态力学性能ＴａｂｌｅｌＣｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓａｎｄｍ比ｈａ ｕｌａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅＳｔｅｅｌ图１铸态中锰钢金相组织Ｆｉｇ．ＩＭｌｃ ｒｏｓｔｒｕｃｕｒｅｓｏｆａｓ气ａｓｔｍｅｄｌｕｍｍａｎｇａｎｅ田ｓｔ既１ａ．ｕｎｍｏ ｄｌｆｉｅｄ；ｂ．ｍｏｄｉｆｉｅｄ；ｃ．ｎｏｄｕｌａｒ”ｃａｒｂｉｄｅ”（ＴＥＭ）；ｄ ．ｂａｉｎｉｔｅｍｏｒｐｈｌｏｇｙ（ＴＥＭ）余奥氏体，并无碳化物存在这是由于Ｓｔ强烈抑 制碳化物析出，伴随贝氏体铁素体形成而排出碳将过饱和地固溶于其周围尚未转变的奥氏体中．经 ＸＲＤ分析，奥氏体中含碳１．１５％，而贝氏体铁素体合碳０．２９％，最后残留奥氏体的从点 远低于室温而稳定下来．２．２碳化物团球代奥氏体一贝氏体钢力学性能及耐磨性从表１可以看出 ，变质处理后硬度提高一倍多，而韧性显著提高，这是由于变质处理后在奥氏体一贝氏体基体Ｌ获 得大量弥散分布的四球状碳化物，使奥氏体一贝氏体基体充分发挥其高的强韧性．表２显示新型钢 具有高的抗磨性，是因为奥氏体一贝氏体组织同时具有很高的屈服强度、很高的韧性与表２磨损实 验结果＊８ＭＣＺ＊Ｃ８ｆｔＣＳｔｔＣＳｌｌｔＳ优异的应变强化能力，在磨损过程中可承受更 多的塑性变形“’；更重要的原因是团球状碳化物具有强烈抵抗磨粒冲击任人的作用．参考文献｜ ｜１姜启川，何镇明，阎久林．金属学报，１９９０；２６（１）：Ｂ７１２ＪｉａｎｇＱｉｃｈ ｕａｎ，ＨｅＺｈｅｎｍｉｎｇ，ＹａｎＪｉｕｌｉｎ．ＣｈｉｎＪＭｅｔＳｃｉＴｅｃｈｎｏｌ ，１９９０；６（４）：２９６３姜启川，阎入林，关庆丰．金属学报，１９９２；２８（１０） ：Ｂ４５９４姜启川，李章，王守实．金属学报，１９９０；２６（４）；Ｂ２７２５姜启川，王 守实，李章，何镇明．科学通报，１９９０；３５（２０）：１５４４６ＷａｎｇＨｕａｍｉｎｇ ，ＳｈａｏＨｅｓｈｅｎｇ，ＱｕＪｉｎｇｘｉｎｇ．ＣｈｉｎＪＭｅｃｈＥｎｇ．１９９１；４ （３）：２３０ＡＮＥＷＴＹＰＥＯＦＷＥＡＲ－ＲＥＳＩＳＴＡＮＴＡＵＳＴＥＮＩＴＥＢＡＩ ＮＩＴＥＭＥＤＩＵＭＭＡＮＧＮＥＳＥＳＴＥＥＬＷＩＴＨＮＯＤＵＬＡＲＣＡＲＢＩＤＥＳ￥ ＸＵＺｈｅｎｍｉｎｇ；ＪＩＡＮＧＱｉｃｈｕａｎ；ＨＥＺｈｅｎｍｉｎｇ；ＺＨＡＯＹｕｇｕ ａｎｇ（ＪｉｎｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓ ｅｄｏｎｍｅｄｉｕｍＭｎｓｔｅｅｌ，ａｎｅｗａｓ－ｃａｓｔｗｅａｒ－ｒｅｓｉｓｔａｎｔ ａｕｓｔｅｎｉｔｅ－ｂａｉｎｉｔｅｓｔｅｅｌｗｉｔｈｎｏｄｕｌａｒｃａｒｂｉｄｅｓｃａ ｎｂｅｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｍｅｔｈｏｄｏｆｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ．Ｔｈｉｓｓｔｅｅｌ ｈａｓｈｉｇｈｓｔｒｅｎｇｔｈ－ｔｏｕｇｈｎｅｓｓａｎｄｗｅａｒｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ． Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｉｔｉｓａｎｅｗｔｙｐｅｏｆｗｅａｒ－ｒｅｓｉｓｔａｎｔｍａｔｅｒ ｉａｌｗｈｉｃｈｈａｓｂｒｏａｄｐｒｏｓｐｅｃｔｓｏｆａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗ ｏｒｄｓ：ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｎｏｄｕｌａｒｃａｒｂｉｄｅａｕｓｔｅｎｉｔｅ－ｂａ ｉｎｉｔｅｓｔｅｅｌＣｏｒｒｅｓｐｏｎｄｅｎｔ：ＸＵＺｈｅｎｍｉｎｇ，Ｄｅｐａｒｔｍｅ ｎｔｏｆＭｅｔａｌｌｉｃＭａｔｅｒｉａｌｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＪｉｎｎＵｎｉｖｅｒ ｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ１３００２５碳化物团球化里氏体－贝 氏体新型抗磨中锰钢@许振明，姜启川，何镇明，赵宇光$吉林工业大学变质，碳化物团球化，奥 氏体－贝氏体钢在中锰钢基础上，采用变质处理获得新型铸态抗磨钢：碳化物四球化典氏作－贝氏 体钢它具有高强韧性、高耐磨性，是一种有广阔应用前景的新型抗磨材料．１姜启川，何镇明，阎 久林．金属学报，１９９０；２６（１）：Ｂ７１２ＪｉａｎｇＱｉｃｈｕａｎ，ＨｅＺｈｅｎｍ ｉｎｇ，ＹａｎＪｉｕｌｉｎ．ＣｈｉｎＪＭｅｔＳｃｉＴｅｃｈｎｏｌ，１９９０；６（４）： ２９６３姜启川，阎入林，关庆丰．金属学报，１９９２；２８（１０）：Ｂ４５９４姜启川，李 章，王守实．金属学报，１９９０；２６（４）；Ｂ２７２５姜启川，王守实，李章，何镇明．科 学通报，１９９０；３５（２０）：１５４４６ＷａｎｇＨｕａｍｉｎｇ，ＳｈａｏＨｅｓｈｅｎ ｇ，ＱｕＪｉｎｇｘｉｎｇ．ＣｈｉｎＪＭｅｃｈＥｎｇ．１９９１；４（３）：２３０国家自然 科学基金ｌｗｉｔｈｎｏｄｕｌａｒｃａｒｂｉｄｅｓｃａｎｂｅｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｍｅｔｈ ｏｄｏｆｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ．Ｔｈｉｓｓｔｅｅｌｈａｓｈｉｇｈｓｔｒｅｎｇｔｈ－ｔ ｏｕｇｈｎｅｓｓａｎｄｗｅａｒｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｉｔｉｓａｎｅ ｗｔｙｐｅｏｆｗｅａｒ－ｒｅｓｉｓｔａｎｔｍａｔｅｒｉａｌｗｈｉｃｈｈａｓｂｒｏａｄｐ ｒｏｓｐｅｃｔｓｏｆａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｎｏｄｕｌａｒｃａｒｂｉｄｅａｕｓｔｅｎｉｔｅ－ｂａｉｎｉｔｅｓｔｅｅｌＣｏｒｒｅｓｐ ｏｎｄｅｎｔ：ＸＵＺｈｅｎｍｉｎｇ，ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＭｅｔａｌｌｉｃＭａｔｅｒ ｉａｌｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＪｉｎｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ． Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ１３００２５碳化物团球化里氏体－贝氏体新型抗磨中锰钢@许振明，姜启川 ，何镇明，赵宇光$吉林工业大学变质，碳化物团球化，奥氏体－贝氏体钢在中锰钢基础上，采用 变质处理获得新型铸态抗磨钢：碳化物四球化典氏作－贝氏体钢它具有高强韧性、高耐磨性，是一 种有广阔应用前景的新型抗磨材料．１姜启川，何镇明，阎久林．金属学报，１９９０；２６（１ ）：Ｂ７１２ＪｉａｎｇＱｉｃｈｕａｎ，ＨｅＺｈｅｎｍｉｎｇ，ＹａｎＪｉｕｌｉｎ．Ｃｈｉ ｎＪＭｅｔＳｃｉＴｅｃｈｎｏｌ，１９９０；６（４）：２９６３姜启川，阎入林，关庆丰．金 属学报，１９９２；２８（１０）：Ｂ４５９４姜启川，李章，王守实．金属学报，１９９０；２６（４）；Ｂ２７２５姜启川，王守实，李章，何镇明．科学通报，１９９０；３５（２０）：１５４４６ＷａｎｇＨｕａｍｉｎｇ，ＳｈａｏＨｅｓｈｅｎｇ，ＱｕＪｉｎｇｘｉｎｇ．ＣｈｉｎＪＭｅｃｈＥｎｇ．１９９１；４（３）：２３０国家自然科学基金
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