借助金相显微镜、扫描电镜、透射电子显微镜和X射线能谱仪对凝固过程中的高精度40Cr圆钢中碳化物的形态、尺寸和种类进行分析研究,并测定了高精度40Cr圆钢的洛氏硬度、冲击韧度及耐磨性。
高精度40Cr圆钢的组织中含有大量的长杆状初生Si,其长宽比较大,在加热奥氏体化过程中阻碍了碳化物的溶解,得到的奥氏体组织中合金元素固溶度较高且晶粒细小,具有较高的回火稳定性。450℃回火后高精度40Cr圆钢的硬度开始升高,界面处各元素相互扩散,形成良好冶金结合,且共晶Si尺寸较大。脉冲电流作用下,高精度40Cr圆钢中的碳化物尺寸显著减小,Ni-Cr合金与界面处发生冶金结合,经粒化处理后,高精度40Cr圆钢中网状原始碳化物粒化效果明显,而经过高密度脉冲电流处理后,凝固组织中初生Si转变为块状。靠近界面处的组织中的碳化物比较细小,一部分杆状初生碳化物完全分解小片状,一部分初生碳化物局部溶解成2~3μm细小球状和絮状碳化物。
高精度40Cr圆钢在热理处理后,中部共晶团中碳化物呈菊花状,边部碳化物则略带方向性,共晶反应获得的共晶团较常规铸态时的更加细密,界面处Ni、Fe发生互扩散,并形成了γ-Ni固溶体。
回火后由于M7C3和M23C6碳化物的析出、大量高硬度马氏体的生成以及位错强化的共同作用,大部分碳化物溶入高精度40Cr圆钢基体中,铸态组织为马氏体+奥氏体+碳化物,高精度40Cr圆钢的耐磨性不断提高,硬度为58.75HRC,冲击韧度为11.18J/cm~2。
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