退火温度对高铬铸铁组织性能的影响

付晓虎/天津重型装备工程研究有限公司

退火温度对高铬铸铁组织性能的影响

付晓虎/天津重型装备工程研究有限公司

本文通过对高铬铸铁退火温度的研究，得到不同退火温度对高铬铸铁组织和性能影响。通过实验发现，在550℃以上进行退火，随着退火温度升高，组织中残余奥氏体数量减少，珠光体数量逐渐增加，硬度随着退火温度升高逐渐降低。

高铬铸铁；退火；硬度；金相

一、前言

高铬铸铁被誉为当代最优良的抗磨料磨损材料，目前已在国内外广泛使用。近年来国内对铬系白口铸铁的研究不断深入，从合金化理论到工艺都取得突破性进展，获得了大量成果。低铬、中铬、高铬、超高铬磨球、衬板、锤头，高铬渣浆泵过流件，以及高铬铸铁与钢双金属复合铸造衬扳、磨辊、轧辊等都已达到国际先进水平。本文研究了退火温度对Cr18Ni 2M o高铬铸铁组织和性能的影响。

二、实验方案

实验样品的成分如下表所示。选取550℃、600℃、650℃、700℃这4个温度对铸态高铬铸铁进行退火实验，冷却方式为封炉缓冷。退火后检测其金相组织、硬度、SEM。

三、实验分析

图1 高铬铸铁铸态金相、SEM组织

铸态金相组织照片如图1所示，组织为：奥氏体+莱氏体（奥氏体+共晶碳化物）+马氏体+一次块状碳化物。铸态组织中奥氏体含量占据了很大比例，这种铸态奥氏体是在凝固过程中由于碳和其他合金元素过饱和固溶在基体中，从而大大降低了马氏体转变温度点，增强奥氏体稳定性的情况下形成的。此共晶碳化物主要是M 7C3型碳化物。

从图2中可以看出，退火后仍然有残余奥氏体的存在，随着退火温度的升高，残余奥氏体数量减少，珠光体和回火马氏体数量增加，碳化物数量和形貌没有发生明显的变化。在奥氏体转变过程中马氏体和珠光体首先在碳化物周围析出，这是由于碳化物周围的区域碳元素和合金元素含量较少，降低了奥氏体的稳定性。

不同温度退火后硬度如表2所示，测量三点，算其平均硬度。从表2中数据可以看出，随着退火温度的升高，材料的硬度逐渐降低。硬度降低的原因是马氏体变为回火马氏体，材料内部应力释放的更完全，基体内过饱和的碳元素和合金元素析出，固溶强化效果降低，因此导致整体硬度降低。

四、结论

（1）随着退火温度的升高，基体中残余奥氏体数量减少，珠光体数量增加，碳化物数量和形貌无明显变化。

（2）随着退火温度升高，材料硬度逐渐降低，韧性升高，可有效改善机加工性能。

[1]马国睿.高铬铸铁稀土复合编制处理的研究[D],哈尔滨，哈尔滨工业大学.2005. [2]徐志明、杨月君、尹志新.Crl 5Mo2Cu高铬耐磨铸铁的热处理工艺研究[J].金属热处理，1995（3）：8～10.

图2 不同退火温度下高铬铸铁SEM组织（a、550℃退火；b、600℃退火；c、650℃退火；d、700℃退火）

表2 不同退火温度下的硬度表

表1 实验所选材料的成分