【導(dǎo)讀】高鉻鑄鐵因其優(yōu)越的性能而受到越來越廣泛的重視。高鉻鑄鐵相對合金鋼有優(yōu)良的。蝕性能，加之生產(chǎn)便捷、成本適中，所以被譽(yù)為當(dāng)代最優(yōu)良的抗磨料磨損材料之一。后通過硬度測試，沖擊實(shí)驗(yàn)進(jìn)行性能檢測。還有部分馬氏體，而碳化物主要是Cr7C3。高鉻鑄鐵的硬度及耐磨性都比較高。

　　

【正文】 碳化物的析出，將使此時(shí)的奧氏體中的合金元素及碳元素含量降低， 并且相應(yīng)地提高了開始馬氏體轉(zhuǎn)變溫度及馬氏體轉(zhuǎn)變終了溫度，從而有利于在空淬過程中增加馬氏體數(shù)量和減少殘余奧氏體量。同時(shí)，合金元素的降低也導(dǎo)致白口鑄鐵的 奧氏體轉(zhuǎn)變曲線的左移，即使其淬透性下降 [24]。 另一方面 ， 當(dāng)加熱溫度超過其共析轉(zhuǎn)變溫度時(shí)，隨著加熱溫度的升高 ， 奧氏體中碳元素及合金元素的溶解度也隨之升高 。 當(dāng)?shù)竭_(dá)某一溫度后 ， 溶解度大于奧氏體中的實(shí)際含量時(shí) ， 將導(dǎo)致已析出的二次碳化物重新溶入奧氏體 ， 此時(shí)的奧氏體中合金元素及碳元素含量增高 ， 從而導(dǎo)致白口鑄鐵的淬透性增高。 至于在熱處理的冷卻過程中 ， 由于合金元素及碳元素在奧氏體中的溶解度減小 ， 將有二次碳化物的析出 ， 從而使此時(shí)的奧氏體中合金元素及碳元素含量降低 ，二次碳化物的析出和溶入 ， 改變了奧氏體中的合金元素及 碳化物含量 ， 影響奧氏體的轉(zhuǎn)變曲線 ， 及其轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的成分 [25]， 因而對白口鑄鐵的熱處理過程起著支配作用 。 斷口形貌分析 從沖擊斷裂試樣上截取斷口部分，經(jīng)丙酮清洗后在掃描電子顯微鏡下觀察斷口形貌，如圖 33 所示。高鉻鑄鐵是高硬度脆性材料，試樣的宏觀端口均屬于脆性斷裂，通常脆性斷裂也會產(chǎn)生微量的塑形變形。 （ a）釩含量為 0 （ b）釩含量為 % 佳木斯大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 21 頁 （ c）釩含量為 % 圖 33 試樣的斷口形貌 （ a） 圖所示為未加釩元素試樣的斷口形貌，電鏡下 可觀察到較大的斷裂面，斷口呈冰糖狀，肉眼觀察可見斷口呈晶粒狀，顏色略顯明亮，是沿晶斷裂。 （ b）圖所示釩含量為 %時(shí)的斷口形貌。可見斷面組織明顯細(xì)化，有河流狀條紋，屬于解理斷裂。 （ c）圖所示釩含量為 %時(shí)的斷口形貌?？梢娂?xì)小分布的球狀組織，分析是經(jīng)釩細(xì)化的碳化物質(zhì)點(diǎn)。淬火回火金屬材料中，彌散分布的細(xì)小碳化物影響了裂紋的形成與擴(kuò)展，斷裂路徑不再與晶粒位向有關(guān)，而主要與細(xì)小的碳化物質(zhì)點(diǎn)有關(guān) [26]，稱為準(zhǔn)解理斷裂，有小解離刻面，撕裂棱及河流花樣。 沖擊韌性 釩含量對沖擊韌性的影響 表 31 試樣的 釩含量與沖擊韌性值 1 2 3 4 5 6 平均值 0 % % 佳木斯大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 22 頁 沖擊韌性圖 0 .0 0 .1 0 .2 0 .3 0 .4 0 .50123456Y 沖擊韌性X 釩含量 % B 圖 34 釩含量與沖擊韌性坐標(biāo)圖 結(jié)果分析 鑄態(tài)下高鉻鑄鐵的硬度和沖擊韌度都不高 , 這是由于基體為奧氏體和存在鑄造應(yīng)力所致。在熱處理時(shí) , 隨著 碳和合金元素的變化、基體的轉(zhuǎn)變和二次碳化物的析出。二次碳化物的析出發(fā)生在高溫保溫過程和奧氏體區(qū)內(nèi)的冷卻過程中 , 因此 , 合金試樣隨淬火溫度的提高 , 沖擊韌度明顯上升 , 加入釩后 , 由于微量的釩可以細(xì)化晶粒 , 使網(wǎng)狀碳化物呈明顯彌散分布 [27], 因而 , 沖擊韌性明顯提高。在保溫時(shí)間相同的條件下 , 隨淬火溫度的提高 , 合金元素和碳能較多地固溶于奧氏體中 , 增加奧氏體的穩(wěn)定性 , 降低了 MS點(diǎn) , 使殘余奧氏體有所增加 , 因而使韌性提高。另一方面 , 高溫保溫時(shí) , 一次碳化物尖端處 , 由于自由能高 , 且原子擴(kuò)散能力增 強(qiáng) , 尖端處的原子易于擴(kuò)散到低濃度的基體中 [28], 使之鈍化 ,既增加佳木斯大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 23 頁 基體中固溶的碳和合金元素 , 又 能 減弱 對基體的割裂作用 , 這也是使沖擊韌度提高的因素。 洛氏硬度 釩含量對洛氏硬度的影響 表 32 試樣的釩含量與洛氏硬度值 釩含量 0 % % 測量值 1 測量值 2 測量值 3 平均值 洛氏硬度圖 0 .0 0 .1 0 .2 0 .3 0 .4 0 .5010203040506070Y 洛氏硬度X 釩含量 % B 圖 35 釩含量與洛氏硬度坐標(biāo)圖 佳木斯大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 24 頁 結(jié)果分析 在試樣中加入 釩元素后， 釩在結(jié)晶時(shí)可作為外來核心，明顯控制結(jié)晶過程中晶粒長大和碳化物晶界的移動，從而細(xì)化組織，改善碳化物分布，減少粗的柱狀晶組織，改善性能。釩是強(qiáng)烈的碳化物形成元素，可以穩(wěn)定高鉻鑄鐵中的碳化物，鑄態(tài)時(shí)，釩和碳不僅能形成初生碳化物，而且形成二次碳化物，降低奧氏體中碳的濃度，使奧氏體不穩(wěn)定，提高馬氏體轉(zhuǎn)變溫度 Ms ，在鑄態(tài)容易獲得馬氏體。極小的碳化釩顆粒均勻分布 于 組織中，提高機(jī)械性能，使硬度增加。此外釩能 使高鉻鑄鐵中的碳化物以團(tuán)球狀均勻分布，減少了對基體的割裂作用。 佳木斯大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 25 頁 結(jié)論 在高鉻鑄鐵中加入一定數(shù)量的釩，能細(xì)化 晶粒，改善碳化物的形態(tài)和分布，提高力學(xué)性能。在釩含量為 %時(shí)，熱處理溫度為 1000 附近時(shí)，其力學(xué)性能最佳 [30]。 即釩含量低于 %的 高鉻鑄鐵中，隨釩含量增加，沖擊韌度增加，硬度也相應(yīng)增加。 佳木斯大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 26 頁 致謝 本研究及學(xué)位論文是在我的老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。她嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成， 李 老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。三年多來， 李 老師不僅在學(xué)業(yè)上給我一精心指導(dǎo)，同時(shí)還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，在次謹(jǐn)向榮老 師致以誠摯的謝意和崇高的敬意！ 在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請接收我最誠摯的謝意！ 佳木斯大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 27 頁 參考文獻(xiàn) [1]譚銀元 , 嚴(yán)漢芳 , 羅紅英 , 等 . 采用高鉻鑄鐵生產(chǎn)雜質(zhì)泵護(hù)套 . 鑄造技術(shù) , 2020( 6) : 27~ 28. 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