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奥—贝球铁的组织及耐磨性研究

李猛  
【摘要】:等温淬火球铁,作为近五十年来铸铁冶金方面重大成就之一,由于其具有良好的综合性能,特别是在强度较高时其塑性和韧性优良,机械性能稳定,耐磨性能好,疲劳强度高等。因此,在机械、冶金、交通运输和建材等行业已经得到广泛应用。而奥―贝球铁在耐磨件中的应用潜力还相当大,奥―贝球铁在耐磨件中的应用正逐步增多并越来越受到重视。 传统的耐磨材料高锰钢,在高冲击力的磨损工况下,表现出优良的耐磨性和冲击韧性。但是,在低冲击载荷的条件下,高锰钢的表面硬度提高不大,其抗磨性能发挥不出来,磨损较快,使用寿命不高。本文对比了奥―贝球铁和高锰钢在冲击不大的使用条件下的磨损量。为进一步开发奥―贝球铁作为磨损件的应用提供依据。 本文是对奥―贝球铁的铸造工艺、热处理工艺、组织和性能的进一步的研究:考察了添加不同含量的铜元素对奥―贝球铁的组织和性能的影响;考察不同的等温淬火介质、不同的盐浴等温淬火温度和时间对组织及性能的影响;考察不同的含碳量对奥―贝球铁组织中石墨球的数量和形态的影响。把含碳量2.2%球铁试样用980℃保温8小时的退火处理来消除碳化物,然后与含碳量3.6%的球铁试样一起在900℃奥氏体化保温60分钟,在330℃盐浴等温淬火50分钟,可以得到以贝氏体为主要基体,抗拉强度大于1000MPa,硬度为350HV左右,综合性能比较好的贝氏体球墨铸铁。最后,对奥―贝球铁的耐磨性能进行了多组对比实验,并对其耐磨机理进行了分析,得出以下结论: 1.在奥―贝球铁中添加一定量的合金元素铜,能够显著提高奥-贝球铁的延伸率,对耐磨性的影响不大。 2.奥―贝球铁中的石墨更容易被磨损掉,石墨较多的情况下,切断了基体组织的连续性,是使基体组织碎裂的发源地,对奥―贝球铁的耐磨性起有害作用。适当的降低含碳量能够减少石墨球的数量,从而提高奥―贝球铁的耐磨性。 3.在低应力磨料磨损的实验条件下,奥―贝球铁的耐磨性超过高锰钢。磨损表面上存在犁沟、切削划痕和裂纹,说明在低应力冲击磨料磨损过程中磨损的机理主要以切削磨损为主,兼有冲击塑性变形磨损。


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