半钢硬度高、塑性差的原因是由于组织中共晶碳化物以连续网状分布。改变共晶碳化物的形态与分布 ,是提高其综合力学性能的有效手段。稀土元素虽能起到净化晶界、细化晶粒等作用 ,但用其来改善网状碳化物的形状是有限的 <1 ,2 >。网状碳化物在高温时向块状转化是自发的 <3>。因此 ,通过高温处理可改善共晶碳化物的形态 ,以达到提高其力学性能的目的。1 试验材料与方法试验材料为半钢 ,在 2 5 0 kg中频感应电炉中熔炼 ,化学成分为 (质量分数 ,% ) :1.92 C,0 .5 4 Si,0 .5 2Mn,1.2 1Cr,0 .0 33P,0 .0 31S。当温度为 1380℃左右时进行浇铸 ,浇铸前在铁水浇包内用冲入法进行变质处理 ,变质剂为 1#稀土硅铁合金 ,加入量为 0 .2 0 %。在砂型中铸出 15× 15× 6 5 (m m)和 35× 4 0 0 (mm)试样 ,然后将试样在 RJX- 8- 13型电炉内进行热处理 ,加热温度分别为 880、92 0、96 0和 10 0 0℃ ,保温 3h后空冷。将处理后的试样加工成30× 340 (m m)的抗弯强度试样和 10× 10× 5 5 (mm)的无缺口冲击试样。分别在 JB- 30 B冲击试验机、WE- 10 A型液压式万能试验机和 HR- 15 0 A洛氏硬度计上测试其性能指标 :
冲击韧度(αK)、
抗弯强度 (σbb)、相对韧性 (σbb× f)和硬度(HRC)。以上数据取三次结果的平均值。用 Neophot2 1光学显微镜观察试样的碳化物形貌。2 试验结果与分析由试验结果 (图 1)可见 ,冲击韧度、抗弯强度和相对韧性随奥氏体化温度的变化较明显 ,当奥氏体化温度为 96 0℃时 ,三者数值最高 ,而硬度则变化不明显。图 1 半钢力学性能与奥氏体化温度的关系网状碳化物在高温下向块状转化是热力学发展的趋势 ,通常在网状碳化物的薄弱连接处断开。稀土的加入对碳化物的择优长大有一定的阻碍 <4 > ,使网状碳化物的局部产生颈缩连接 ,甚至断开 ,增加网状碳化物的薄弱连接部位 ,在高温热处理下加速网状碳化物向块状转化 ,见图 2。再者 ,稀土有净化晶界、细化晶粒等作用 ,这对提高其综合力学性能起着有效的作用。奥氏体化温度越高 ,一方面共晶碳化物网熔断充分 ,块状增多 ;另一方面基体组织晶粒粗大 ,韧性降低 ,二者的综图 2 金相组织 80合作用出现图 1的结果。由上述结果可见 ,奥氏体化温度为 96 0℃时 ,半钢的综合力学性能最好。3 结论含稀土半钢随奥氏体化温度的变化 ,其冲击韧度、抗弯强度和相对韧性随之变化较明显 ,而硬度则变化不大 ;当奥氏体化温度为 96 0℃时 ,其综合力学性能最佳。其原因主要归因于碳化物形态与分布的改变和稀土的作用奥氏体化温度对含稀土半钢力学性能的影响@钟长文$大庆市联谊石化股份有限公司!黑龙江大庆163112
@刘建华$燕山大学材料工程学院!河北秦皇岛066004半钢;;
奥氏体化温度;;力学性能研究了奥氏体化温度对含稀土半钢力学性能的影响 ,结果表明 ,半钢的冲击韧度 (αK)、抗弯强度 (σbb)和相对韧性 (σbb× f )随奥氏体化温度的变化较明显 ,而硬度 (HRC)受奥氏体化温度影响较小 ,当奥氏体化温度为 960℃时 ,其综合力学性能最佳<1> 王克非.稀土变质钒白口铸铁的研究
.中国稀土学报,1996,14(4):377.
<2> 姜启川,王树奇,崔向红.稀土对铸造Cr12MoV模具钢碳化物形貌及性能的影响.中国稀土学报,1996,14(1):45.
<3> 马前,柳百成,王兆昌.Fe-C合金高温保温过程中碳化物表面连续变化的研究.钢铁,1994,29(5):47.
<4> 杨庆祥,赵亚坤,廖波.稀土对高铬铸铁碳化物形态及相变动力学的影响.中国稀土学报,1998,16(2):167.
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