Si含量對耐磨板組織與力學性能的影響

  含碳量較高的耐磨板具有較高的強度,、硬度,、耐磨性和一定的耐腐蝕性,,使其在航空航天,、醫(yī)用及機械制造領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用,。通常認為Si為鐵素體形成元素,,Si元素的增多會引起鉻當量的增大以及鎳當量的相應(yīng)減少,,使得耐磨板在奧氏體化加熱過程中奧氏體相區(qū)域小,,易形成鐵素體,,從而影響鋼的顯微組織和力學性能,。研究人員以耐磨板為基礎(chǔ),通過添加硅鐵改變原材料的Si含量,,然后施以相同的熱處理工藝,,以探索不同Si成分下耐磨板組織與力學性能的變化規(guī)律。

  本試驗所用材料為高真空電弧爐熔煉制得的JFE-C400耐磨板,,其化學成分由移動式直讀光譜儀PMI-MASTER PRO分析測得,,如表1所示。

  表1 試驗鋼的化學成分(質(zhì)量分數(shù),,%)

表1

  經(jīng)高真空電弧爐熔煉得到的紐扣錠,,要進行熱處理以改善其綜合力學性能。先在1100℃下保溫12h進行擴散退火以減小成分偏析,,隨后在950℃下保溫30min后水冷,,淬火后再經(jīng)250℃保溫2h后空冷。試樣經(jīng)線切割加工成10mm×10mm×5mm的試樣,,所有試樣經(jīng)機械研磨,、拋光和腐蝕后制成金相樣品。

  采用尼康LV150正立式光學金相顯微鏡觀察不同化學成分試樣的金相顯微組織,;利用HITACHI SU-1500鎢燈絲掃描電子顯微鏡分析不同試樣的顯微組織,;利用HBE-3000A電子布氏硬度計對各成分試樣的硬度進行測試;通過18kW D/MAX2500V+/PC型X射線進行物相分析,,對析出相的類型進行確定,。

  結(jié)果表明:在相同熱處理條件下,隨著Si含量的增加,,顯微組織逐漸由馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體,;抗拉強度和硬度先增加后減小,在Si含量為1.00%時達到最高值,;伸長率先增加再變小,,在Si為1.5%時塑性最好,;試樣中碳化物質(zhì)量分數(shù)隨Si增加而遞增,析出相主要為M23C6型(Cr15.58Fe7.42C6)碳化物,,同時伴有少量Cr7C3型碳化物,。