高铬铸铁的深冷处理及性能

高铬铸铁的深冷处理及性能

一、深冷处理与高铬铸铁性能(论文文献综述)

郑欢[1](2021)在《自然时效对高铬铸铁组织和硬度的影响》文中研究说明高铬铸铁被誉为当代最优良的耐磨材料,热处理后的显微组织为高强度高硬度马氏体+M7C3型共晶碳化物+二次碳化物。其中M7C3型共晶碳化物为杆状、断网状分布,并具有高硬度。此种显微组织使得高铬铸铁具有高硬度和高的耐磨性能,因而被广泛地应用于矿山、冶金、建材、电力和化工等行业。铸态高铬铸铁基体组织为奥氏体,硬度低,耐磨性能差,需要合适的热处理改善其性能。高铬铸铁经过去稳处理后能够获得较好的机械使用性能。本文主要探讨了去稳处理温度对高铬铸铁组织、硬度和冲击性能的影响。高铬铸铁经去稳处理后的基体组织为马氏体,是本研究的基础。因此本文进一步研究自然时效对高铬铸铁组织和硬度的影响,并利用第一性能原理计算Fe2-xCrxC(x=1~2)合金碳化物稳定性和理论硬度。研究结果表明:(1)在900℃~l050℃范围内,高铬铸铁硬度随淬火温度先升高后降低,在950℃时硬度最大,为63.6 HRC。基体组织为马氏体+残余奥氏体。淬火后,高铬铸铁中二次碳化物为M23C6和M3C的混合物,弥散分布在基体以及共晶碳化物之间。二次碳化物含量随淬火温度先增加后减小。淬火温度对高铬铸铁冲击性能影响较小。高铬铸铁为脆性材料。断裂方式为脆性断裂。在断口处,马氏体基体和共晶碳化物M7C3中均存在显微裂纹。(2)对在900℃~l000℃保温1h水淬得到的高铬铸铁试样,进行40天自然时效。经自然时效处理后,在马氏体基体析出弥散细小的η-(Fe,Cr)2C碳化物,使高铬铸铁硬度增加2~3 HRC,基体显微硬度降低。(3)第一性原理计算结果表明:η-(Fe,Cr)2C碳化物成能比η-Fe2C碳化物形成能低,因此η-(Fe,Cr)2C碳化物比η-Fe2C碳化物稳定。且η-(Fe,Cr)2C碳化物具有较高理论硬度12.87 GPa。高硬度碳化物析出使高铬铸铁硬度进一步增加。

魏海鸿,张腾,董立新[2](2021)在《热处理对高铬铸钢组织和性能的影响》文中研究表明采用金相显微镜和扫描电镜分析热处理对高铬铸铁的微观组织的影响,通过硬度测试和耐磨性测试研究热处理对高铬铸铁的力学性能影响。结果表明:当固溶处理温度在920℃以下时,淬火+回火后的组织为铸态组织;当固溶处理温度920℃及以上时,淬火+回火后铸态组织消失,出现淬火组织;随着固溶处理温度的升高,高铬铸铁硬度与耐磨性先升高后下降,在870℃时硬度达到最大值,耐磨性能最优;深冷处理不能提升铸态组织高铬铸铁的耐磨性,但可以提升淬火组织高铬铸铁的耐磨性。

吉学英,晋芳伟[3](2021)在《高铬铸铁深冷处理研究现状及展望》文中认为归纳总结了高铬铸铁深冷处理的研究成果,尤其分析了深冷处理对高铬铸铁组织和性能的影响。深入研究了高铬铸铁各种深冷处理工艺,总结出较佳的处理工艺。深冷处理改善高铬铸铁性能的作用机制是在深冷处理过程中有更多的残余奥氏体转变为马氏体,并伴随析出二次碳化物。同时有针对性地提出今后的研究方向。

翁玉鸣[4](2015)在《刀锤用高铬铸铁热处理工艺及性能研究》文中提出本文系统研究了热处理工艺对无Nb和含Nb高铬铸铁组织结构、机械性能、磨损性能及腐蚀性能的影响,分析了高铬铸铁的磨损机理,同时分析了高铬铸铁腐蚀与磨损的相互作用。对不同失稳-回火工艺处理的高铬铸铁进行了金相组织观察和XRD物相分析。结果表明:铸态高铬铸铁由M7C3型碳化物(初生或共晶)和奥氏体组成;少量Nb细化晶粒,以NbC相存在。失稳-回火处理过程中,基体转变为二次碳化物、少量马氏体和残余奥氏体;NbC相逐渐分解并重新熔入基体。随着失稳温度升高和保温时间延长,二次碳化物析出量呈先增后减的趋势。综合考虑硬度、韧性、耐磨性和耐腐蚀性能,无Nb和含Nb高铬铸铁的最优热处理工艺分别为:1000℃失稳3h空冷后250℃回火6h以及1000℃失稳3h空冷后250℃回火4h。少量Nb能提高一定的硬度和耐磨性能,但对于耐蚀性无显着影响。深冷处理过程促进失稳处理产生的马氏体析出碳化物,同时生成新相马氏体和细小的碳化物,进一步提高硬度和耐磨性。相比失稳处理后间隔30天处理,立即深冷处理马氏体析出量更高,但是马氏体相中碳含量降低;回火处理降低残余奥氏体含量,导致后续深冷处理马氏体转变量降低。干式滑动摩擦磨损实验结果表明,失稳-回火处理过程中析出大量弥散分布的细小碳化物和韧性回火马氏体,提高耐磨性。摩擦副上的微凸体嵌入基体使试样在滑动过程中产生犁沟,碳化物剥落形成磨料磨损,与局部接触形变热产生的粘着磨损共同作用。高铬铸铁在弱酸性糖蔗溶液中耐蚀性低于3.5%NaCl溶液;基体腐蚀而碳化物凸出,与摩擦副磨损接触较少而磨损量降低;磨损面腐蚀后碳化物上原有微裂纹尖端敏感性增加,后续磨损过程剥落而导致磨损量增加。

唐秀丽,李永力[5](2014)在《保温及深冷处理对改善高铬铸铁性能的研究》文中研究指明根据高铬铸铁在各种领域中的使用性能特点,本研究在原有热处理工艺的基础上,为了改善其组织性能进一步探讨两种保温及深冷处理工艺对高铬铸铁性能的影响。

刘浩怀,张建华,许庆陵[6](2011)在《锰钒高铬铸铁的深冷硬化行为及机理研究》文中研究说明采用X射线衍射、金相分析、硬度测定等方法研究了锰钒高铬铸铁经深冷处理后的硬化行为和硬化机理.结果表明,锰钒高铬铸铁在亚临界处理(400~650℃)后再深冷处理的过程中,硬度先升高后下降,其整体硬度显着高于未经深冷处理的试样.显微组织分析表明,深冷处理使锰钒高铬铸铁的残余奥氏体含量下降,马氏体含量增多,同时析出了大量的细微碳化物,并且深冷处理过程中析出的二次碳化物较空冷时多.大量马氏体的形成和微小二次碳化物的析出强化作用显着提高了锰钒高铬铸铁的硬度,当基体内残留15%~20%的残余奥氏体时其硬度达到最高.

陈鼎,肖廷,蒋琼,陈劲松[7](2010)在《深冷处理对钢铁材料耐磨性的影响》文中进行了进一步梳理介绍了深冷处理工艺的特点及发展过程。阐述了深冷处理对工具钢、其他钢铁材料及铸铁材料耐磨性的影响。展望了深冷处理工艺的发展前景及发展方向。

李春敏,沈保罗,高升吉,黄四九[8](2008)在《深冷处理对3Cr14Mn4B高铬铸铁显微组织和耐磨性的影响》文中研究表明采用X射线衍射、磁性法、硬度测量和磨损试验等方法研究了深冷处理对3Cr14Mn4B高铬白口铸铁显微组织和耐磨性的影响。结果表明,在去稳加空冷处理过程中,随着加热温度(900~1150℃)的升高,高铬铸铁的硬度先升高并在1000℃时达到最高值,然后开始下降。去稳加深冷处理过程中,高铬铸铁的硬度的变化与前者相似,但其硬度显着高于未加深冷处理的高铬铸铁。深冷处理使高铬铸铁的残余奥氏体的含量大大下降,并且有二次碳化物的析出,因此深冷处理使高铬铸铁具有更高的耐磨性。

李春敏,沈保罗,黄林君,何毅[9](2007)在《热处理和深冷处理对两种高铬铸铁耐磨性的影响》文中指出研究了热处理和深冷处理对亚共晶及过共晶高铬铸铁的耐磨性的影响。研究表明,去稳处理后,过共晶及亚共晶高铬铸铁的硬度都在1 000℃左右达到最高值;经深冷处理后,过共晶及亚共晶高铬铸铁的硬度都有明显增加,由于过共晶高铬铸铁碳化物体积分数较高,使得过共晶高铬铸铁的相对耐磨性都远远高于亚共晶高铬铸铁。

郭帅[10](2006)在《热处理及合金元素对高铬铸铁微观组织和性能的影响》文中指出本文探讨了不同的热处理工艺及深冷处理相配合对高铬铸铁性能的影响。通过洛氏硬度试验、摆锤式冲击试验、滑动式磨损试验、滚筒式磨损试验等手段对材料的性能进行测试,结果表明:高铬铸铁空淬后,经深冷处理的硬度比未经深冷处理的提高8~10HRC,但冲击韧度有所下降。高铬铸铁经深冷处理后经250℃回火4h,可以获得较好的硬度和冲击韧度配合。经深冷处理的高铬铸铁回火时的硬度峰值出现在450℃左右,比未经深冷处理的提前了约100℃。高铬铸铁经过二次高温保温后无论有无经过深冷处理其硬度都在450℃回火时达到峰值,且具有较好的耐磨性。通过光学显微镜(OM)、环境扫描电镜(ESEM)、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等分析材料的微观组织,研究结果表明,深冷处理能使残余奥氏体进一步发生马氏体转变,因此硬度得到提高。但深冷处理对基体中的碳化物影响不大,所以经深冷处理和未经深冷处理的高铬铸铁,在滑动磨损和滚筒式磨损工况条件下表现出的抗磨性很接近。高铬铸铁经二次保温后奥氏体获得较为彻底的转变,残余奥氏体量极少,因此再进行深冷处理的作用不大。本文还探讨了锰、钛、氮等合金元素与深冷处理相结合对高铬铸铁性能的影响。研究结果表明,随着锰含量的增加,高铬铸铁中的残余奥氏体量增加,硬度降低,韧性提高,因此在微切削为主的磨料磨损条件下耐磨性变差,但在以疲劳破坏为主的磨料磨损条件下耐磨性提高,深冷处理能使残余奥氏体发生马氏体转变,提高高铬铸铁的耐磨性。钛的碳化物在高铬铸铁中起异质晶核的作用,细化了晶粒,能提高冲击韧度,但钛量过多会使基体中出现珠光体,使硬度下降,从而使材料的抗磨损能力和抗腐蚀能力下降。钛含量为0.2%的高铬铸铁表现出较好的耐磨性和耐腐蚀性。深冷处理能进一步提高其耐磨性,但对耐腐蚀性的影响不大。氮的加入可以对高铬铸铁基体进行固溶强化,对硬度的提高有明显的作用,能提高材料的耐磨性; 氮还能提高基体的电极电位,减小金属基体与碳化物间的电极电位差,提高高铬铸铁的耐腐蚀性。

二、深冷处理与高铬铸铁性能(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、深冷处理与高铬铸铁性能(论文提纲范文)

(1)自然时效对高铬铸铁组织和硬度的影响(论文提纲范文)

中文摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 耐磨铸铁研究现状
        1.2.1 普通白口铸铁
        1.2.2 镍硬铸铁
        1.2.3 铬系铸铁
        1.2.4 耐磨铸铁现行标准
    1.3 高铬铸铁研究现状
        1.3.1 合金元素
        1.3.2 热处理工艺
        1.3.3 基体组织
        1.3.4 碳化物
    1.4 本文研究目的
第2章 实验方法
    2.1 成分设计
    2.2 热处理工艺
    2.3 显微组织的观察与表征
    2.4 力学性能测试
        2.4.1 硬度测试
        2.4.2 夏比冲击功测试
    2.5 碳含量计算
第3章 去稳处理温度对高铬铸铁性能的影响
    3.1 引言
    3.2 实验方法
    3.3 实验结果
        3.3.1 显微组织
        3.3.2 力学性能测试
        3.3.3 化学成分
    3.4 分析与讨论
    3.5 结论
第4章 自然时效对高铬铸铁组织和硬度影响
    4.1 引言
    4.2 实验材料与方法
    4.3 实验结果
        4.3.1 显微组织
        4.3.2 化学成分
        4.3.3 硬度测试
    4.4 分析与讨论
    4.5 人工时效工艺探索
    4.6 结论
第5章 M_2C基态性能计算
    5.1 引言
    5.2 计算方法
        5.2.1 第一性原理理论简介
        5.2.2 VASP软件介绍
        5.2.3 合金碳化物形成能计算
        5.2.4 力学性能计算
    5.3 计算结果
    5.4 分析与讨论
    5.5 结论
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间的学术成果

(2)热处理对高铬铸钢组织和性能的影响(论文提纲范文)

0前言
1 实验材料与方法
2 结果与分析
    2.1 显微组织分析
    2.2 热处理对高铬铸铁硬度的影响
    2.3 热处理对高铬铸铁耐磨性的影响
3 结论

(3)高铬铸铁深冷处理研究现状及展望(论文提纲范文)

1 深冷处理对高铬铸铁组织和性能的影响
    1.1 深冷处理对高铬铸铁组织的影响
    1.2 深冷处理对高铬铸铁性能的影响
2 高铬铸铁深冷处理研究方法及效果
    2.1 高铬铸铁深冷处理工艺
    2.2 组织分析及性能测定方法
3 高铬铸铁深冷处理改性机理
4 结语与展望

(4)刀锤用高铬铸铁热处理工艺及性能研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 锤头耐磨材料的种类
        1.2.1 耐磨高锰钢
        1.2.2 耐磨低合金钢
        1.2.3 高铬铸铁
    1.3 高铬铸铁的热处理工艺
        1.3.1 失稳处理
        1.3.2 回火处理
        1.3.3 深冷处理
        1.3.4 其他热处理
    1.4 金属材料的磨损
        1.4.1 磨料磨损
        1.4.2 粘着磨损
        1.4.3 锤头的磨损机制
    1.5 高铬铸铁的耐腐蚀性能
    1.6 本课题研究的目的及主要内容
第2章 实验材料与研究方法
    2.1 实验材料
    2.2 高铬铸铁的热处理工艺
    2.3 微观组织与结构分析
    2.4 力学性能测试
        2.4.1 硬度测试
        2.4.2 冲击试验及断口形貌
    2.5 摩擦磨损及磨损形貌
    2.6 腐蚀性能与形貌
第3章 热处理工艺对高铬铸铁组织的影响
    3.1 铸态高铬铸铁
    3.2 失稳-回火处理工艺对高铬铸铁组织的影响
        3.2.1 失稳处理温度对高铬铸铁组织的影响
        3.2.2 失稳处理保温时间对高铬铸铁组织的影响
        3.2.3 回火温度对高铬铸铁组织的影响
        3.2.4 回火时间对高铬铸铁组织的影响
    3.3 深冷处理工艺对高铬铸铁组织的影响
        3.3.1 深冷处理间隔时间对高铬铸铁组织的影响
        3.3.2 深冷处理工艺次序对高铬铸铁组织的影响
    3.4 本章小结
第4章 热处理工艺对高铬铸铁性能的影响
    4.1 硬度测试
        4.1.1 宏观洛氏硬度
        4.1.2 维氏显微硬度
        4.1.3 两种高铬铸铁的比较
    4.2 夏比冲击试验
        4.2.1 冲击吸收功
        4.2.2 冲击断口形貌
    4.3 摩擦磨损试验
        4.3.1 磨损-时间的关系
        4.3.2 两种高铬铸铁的比较
        4.3.3 磨损形貌及机理
    4.4 耐腐蚀试验
        4.4.1 极化曲线
        4.4.2 腐蚀与磨损的相互作用
    4.5 本章小结
结论
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果

(5)保温及深冷处理对改善高铬铸铁性能的研究(论文提纲范文)

1 确立热处理的方案
2 试验结果
    2.1 两种方案对高铬铸铁硬度的影响对比
    2.2 对高铬铸铁冲击韧度的影响
    2.3 对高铬铸铁耐磨性能的影响对比
3 试验结论

(6)锰钒高铬铸铁的深冷硬化行为及机理研究(论文提纲范文)

1 实验材料及方法
    1.1 实验材料的制备
    1.2 热处理工艺
    1.3 试验方法
2 结果与讨论
    2.1 显微组织的变化
        2.1.1 残余奥氏体和马氏体含量的变化
        2.1.2 二次碳化物的析出
    2.2 深冷处理的硬化机理
        2.2.1 基体组织的转变对硬化行为的影响
        2.2.2 二次碳化物的析出对硬化行为的影响
3 结 论

(7)深冷处理对钢铁材料耐磨性的影响(论文提纲范文)

1 深冷处理对工具钢耐磨性的影响
2 深冷处理对其他钢铁材料的耐磨性影响
3 深冷处理对铸铁材料耐磨性的影响
4 结 语

(9)热处理和深冷处理对两种高铬铸铁耐磨性的影响(论文提纲范文)

1 试验材料及方法
    1.1 试验材料
    1.2 热处理工艺
    1.3 试验方法
2 试验结果及分析
    2.1 显微组织
    2.2 宏观硬度
    2.3 磨损性能
3 结论

(10)热处理及合金元素对高铬铸铁微观组织和性能的影响(论文提纲范文)

第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 磨料磨损研究概况
        1.2.1 磨料磨损机理
        1.2.2 磨料磨损的影响因素
        1.2.3 磨料磨损研究进展
    1.3 腐蚀磨损研究概况
        1.3.1 腐蚀磨损机理
        1.3.2 腐蚀磨损的影响因素
        1.3.3 腐蚀磨损研究进展
    1.4 高铬铸铁国内外研究概况
        1.4.1 高铬铸铁组织特点
        1.4.2 提高高铬铸铁性能的途径
        1.4.3 本课题组前期研究工作
    1.5 深冷处理工艺的国内外研究概况
        1.5.1 深冷处理工艺的发展
        1.5.2 深冷处理工艺的应用
        1.5.3 国内外对深冷处理机理的研究
        1.5.4 本课题组前期研究工作
    1.6 本课题研究内容
    1.7 本课题研究的意义
第二章 试验材料与试验方法
    2.1 试样用原材料及其熔炼
    2.2 试样的热处理设备
    2.3 试样的宏观力学性能测试
        2.3.1 摆锤式冲击试验
        2.3.2 硬度试验
    2.4 试样的耐磨性能测试
        2.4.1 滑动式磨损试验
        2.4.2 滚筒式磨损试验
    2.5 腐蚀磨损试验
    2.6 显微组织观察
        2.6.1 金相组织观察
        2.6.2 环境扫描电镜(ESEM)显微观察
        2.6.3 X 射线衍射分析
        2.6.4 透射电镜观察
第三章 热处理工艺对高铬铸铁性能的影响
    3.1 引言
    3.2 回火工艺探讨
        3.2.1 热处理方案
        3.2.2 试验结果
        3.2.3 分析与讨论
    3.3 深冷处理工艺与回火工艺配合对高铬铸铁性能的影响
        3.3.1 热处理方案
        3.3.2 试验结果
        3.3.3 分析与讨论
    3.4 空淬前二次保温与深冷处理对高铬铸铁性能的影响
        3.4.1 试验方案
        3.4.2 试验结果
        3.4.3 分析与讨论
    3.5 本章小结
第四章 合金元素对高铬铸铁性能的影响
    4.1 引言
    4.2 锰对高铬铸铁性能的影响
        4.2.1 试验方案
        4.2.2 试验结果
        4.2.3 分析与讨论
    4.3 钛对高铬铸铁性能的影响
        4.3.1 试验方案
        4.3.2 试验结果
        4.3.3 分析与讨论
    4.4 氮对高铬铸铁性能的影响
        4.4.1 试验方案
        4.4.2 试验结果
        4.4.3 分析与讨论
    4.5 本章小结
第五章 总结论
致谢
参考文献
个人简历

四、深冷处理与高铬铸铁性能(论文参考文献)

  • [1]自然时效对高铬铸铁组织和硬度的影响[D]. 郑欢. 武汉科技大学, 2021(01)
  • [2]热处理对高铬铸钢组织和性能的影响[J]. 魏海鸿,张腾,董立新. 电焊机, 2021(02)
  • [3]高铬铸铁深冷处理研究现状及展望[J]. 吉学英,晋芳伟. 热加工工艺, 2021(06)
  • [4]刀锤用高铬铸铁热处理工艺及性能研究[D]. 翁玉鸣. 西南交通大学, 2015(01)
  • [5]保温及深冷处理对改善高铬铸铁性能的研究[J]. 唐秀丽,李永力. 山东工业技术, 2014(20)
  • [6]锰钒高铬铸铁的深冷硬化行为及机理研究[J]. 刘浩怀,张建华,许庆陵. 广州大学学报(自然科学版), 2011(06)
  • [7]深冷处理对钢铁材料耐磨性的影响[J]. 陈鼎,肖廷,蒋琼,陈劲松. 矿冶工程, 2010(02)
  • [8]深冷处理对3Cr14Mn4B高铬铸铁显微组织和耐磨性的影响[J]. 李春敏,沈保罗,高升吉,黄四九. 中国铸造装备与技术, 2008(01)
  • [9]热处理和深冷处理对两种高铬铸铁耐磨性的影响[J]. 李春敏,沈保罗,黄林君,何毅. 现代铸铁, 2007(06)
  • [10]热处理及合金元素对高铬铸铁微观组织和性能的影响[D]. 郭帅. 福州大学, 2006(06)

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高铬铸铁的深冷处理及性能
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