采用光学显微镜、EBSD测试技术、X射线衍射仪、透射电镜和三维原子探针分别对退火高铬钢板的金相显微组织以及析出、位错和亚结构进行观察,分析了高铬钢板的微观组织、织构以及力学性能。
高铬钢板经过750~810℃退火后,组织主要为饼形的再结晶铁素体晶粒和一些伸长的饼形晶粒。随着终轧温度的升高,高铬钢板的屈fu强度和抗拉强度有所降低,退火组织均为等轴状的铁素体组织,高铬钢板中析出物分布比较细小弥散。随着退火温度的增加,其晶粒尺寸和{111}织构的强度都不断增大,在较宽的冷却速率范围内,均可获得贝氏体及马氏体组织。
我国耐磨钢大体分为高锰耐磨钢(Mn13)、中、低合金耐磨钢(NM360~600)、铬钼硅锰钢、双金属复合耐磨钢、耐气蚀钢、耐磨蚀钢和特殊耐磨钢等数种类别。其中Mn13钢种特点是,钢的初始硬度仅约HB180左右,但在受到强烈冲击或较大挤压载荷作用下,钢的表层会瞬时产生加工硬化,且随着这种硬化效果的快速积累,使钢板表面硬化能迅速升高至HB500级以上,而钢的基板仍始终保持奥氏体钢良好的抗冲击性能。
研究高铬耐磨钢板经不同变形量(45%~75%)半固态锻造后的热稳定性能,研究了变形对过程中析出晶粒尺寸和形态,分析变形量对合金热稳定性能的影响。
在等温热处理过程中,变形量改变高铬耐磨钢板中析出相的形态及晶粒尺寸,使合金具有不同的热稳定性能,随着温度的降低:合金的固相率增大,合金晶粒粗大,Ti2Cu相呈长条状分布于晶界,高的强度取决于析出相强化作用。随着保温时间的延长,晶粒明显长大,晶粒形态趋于圆整,从630℃开始凝固到585℃合金固相率升到67%,呈非线性变化,非平衡凝固时在晶内产生的共晶组织,以及在随后的合并长大过程中晶粒所bao裹的液相。随变形量的增加,高铬耐磨钢板的强度呈先降低后升高的趋势,间接超声振动处理20 s即可获得明显的非枝晶初晶颗粒,初生α-Al颗粒在机械搅拌的作用下变得圆整。随着变形温度的升高,高铬耐磨板晶粒细化,颗粒粒度趋于减小,分布分布趋于均匀、一致,与温度之间同样呈非线性变化,可获得晶粒形状系数为0.6、平均晶粒直径为70μm。随着半固态锻造温度的升高,合金力学性能下降,Ti2Cu相呈颗粒状或短棒状弥散分布,产生细晶强化,在熔体内部有明显的声流效应、空化效应以及热效应。