高铬铸铁中碳化物的形态对力学性能的影响讲述.doc

高铬铸铁中碳化物形态对力学性能的影响 1.1课题的目的和意义 课题的目的 1.1.2课题的意义 1.2课题背景 1.3文献综述 1.3.1高铬铸铁发展概况 1.3.2改变高铬铸铁中碳化物形态的方法 （1） 钨作为强碳化物形成元素，添加钨的铸铁具有硬度高、耐磨性能好等特点而成为一种新型的抗磨材料。其碳化物硬度较高 (75HRC) ，且具有较高的稳定性，故通常可通过加入钨元素来提高碳化物的硬度和增强其稳定性，进而提高高铬铸铁的耐磨性能。关于改善钨合金铸铁共晶碳化物形貌的研究近来被广泛关注。高铬铸铁铸态组织以奥氏体为基体，通过加入钨，提高碳化物的硬度，增强碳化物稳定性，进而提高高铬铸铁的耐磨性及韧性。高铬铸铁共晶团尺寸、共晶碳化物尺寸和间距，均与共晶凝固温度范围有关，合金共晶凝固范围随Cr量变化而变化。减小共晶凝固温度范围可以有效地减少共晶碳化物间距，使共晶碳化物得到细化。加入合金元素W和Cr相似，增加W量可使合金的共晶点左移，增加了共晶团和共晶碳化物的数量。W细化奥氏体树枝状晶，进一步改善共晶碳化物分布。W与C的结合能力比Cr强，是强碳化物形成元素，在γ的结晶过程中，W、Cr 和C同时向γ周围排出，同时M7C3结晶时结晶前沿液相中的碳化物元素 C、Cr 等优先向M7C3扩散。由于在近共晶成分下，奥氏体和共晶碳化物同时促进生长，只要影响共晶两相的形核、生长因素都有可能对共晶团细化产生影响。奥氏体为非小平面生长，碳化物为小平面生长，奥氏体包围碳化物成半孤立状态。元素 W 在共晶奥氏体和共晶碳化物中分布无明显区别，原子尺寸比 Fe 和 Cr 都大，且熔点高，又易形成碳化物，减小 C 原子扩散系数，凝固过程中同时使 Cr原子扩散受阻，共晶碳化物M7C3和奥氏体在小范围内形核生长。所以随着加入合金 W 量的变化，碳化物和共晶团尺寸减小。当加入 W 过多时，由于碳化物形成元素浓度的增加使碳化物生长速率增加，碳化物体积分数也增加，共晶团和碳化物尺寸变大。另一方面，当共晶团直径增加时，凝固过程释放的结晶潜热量大，同时奥氏体排出的 C、Cr碳化物形成元素，使边界区的碳化物颗粒容易长大，影响高铬铸铁的韧性及耐磨性。钨在高铬铸铁中既能形成碳化物又能熔入到基体中，且能在碳化物和基体上平均分布，钨熔入基体中能提高高铬铸铁的冲击韧性， 但当钨含量高于3% 时，其冲击韧性反而下降，但耐磨性能较好。 （2））） Hot Working Technology.2016. [19] ZHANG Weiguo，LIU Lin. Solidification microstructure of directionally solidified superalloy under high temperature gradient. RARE METALS.2012,12. [20] Heng-san Liu, Lin Zhang, Xin-bo.etc HeEffect of oxygen content and heat treatment on carbide precipitation behavior in PM Ni-base superalloys[J]. International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials.2016,11. [21] Havva Kazdal Zeytin,Hakan Yildirim,Banu Berme.etc Effect of boron and heat Tretment on Mechanical Properties of White Cast Iron for Mining Applic Ation[J].ScienceDirect.2011. [22]LU Hongzhi, YAN Taining.Electrocatalytic Activity of Tungsten Trioxide Micro-spheres, Tungsten Carbide Microspheres and Multi-walled Carbon Nanotube-tungsten Carbide Com-posites.[J] Journal of Wuhan University of Technolotgy-Mater. Sci. Ed. Apr. 2009.