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Cr15Mn5Si3白口铁热处理工艺研究

作　者: 张媛媛
导　师: 常国威
学　校: 辽宁工业大学
专　业: 材料学
关键词: 高铬白口铁 残余奥氏体 淬火温度 回火温度
分类号: TG164.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要


高铬白口铸铁Cr15Mo3性能好但是价格高，限制了它的广泛应用。王晶晶[56]采用以Mn代Mo的方法开发出了Cr15Mn5Si3白口铁，其组织与性能已经接近Cr15Mo白口铁，但组织中仍有较多的残余奥氏体。本文以Cr15Mn5Si3对象，研究热处理工艺对组织与性能影响，达到消除其残余奥氏体的目的。主要研究了淬火温度、保温时间、回火温度、冷却方式对残余奥氏体数量的影响。用XRD对试样进行物相分析，确定组织组成、计算残余奥氏体数量，用光学显微镜分析组织形态，测试了不同条件下Cr15Mn5Si3白口铁试样的冲击韧性与硬度，以Cr15Mo3白口铁组织和性能为参考目标，确定了Cr15Mn5Si3白口铁最佳热处理工艺参数。研究结果表明：（1）Cr15Mn5Si3白口铁中残余奥氏体的数量随空淬温度的升高而增多，空淬温度从930℃升高到980℃时，残余奥氏体数量从22.41%增加到39.74%。（2）Cr15Mn5Si3白口铸铁采用低温淬火时要有足够的保温时间才能减少组织中残余奥氏体的数量。淬火温度为900℃，保温时间从0.5h增加到4h后，组织中的残余奥氏体数量从25.86%减少到7.66%。（3）Cr15Mn5Si3白口铁，当淬火温度低于900℃以后，再用降低淬火温度的办法减少Cr15Mn5Si3白口铸铁组织中残余奥氏体数量效果不明显。淬火温度分别为860℃和900℃，淬火后残余奥数量分别为6.8%和7.8%，只相差1%。（4）Cr15Mn5Si3高铬白口铁中残余奥氏体的数量随回火温度的升高而总体呈减少的变化规律。淬火温度越高回火时残余奥氏体转变成马氏体的数量越多。930℃淬火后，当回火温度从400℃升高到580℃时，残余奥氏体的数量从41%减少到10%，减少了约为30%。860℃淬火后，残余奥氏体的数量从9.4%减少到4.2%，减少了约为5.2%。（5）Cr15Mn5Si3白口铸铁淬火温度从900℃增加到980℃时，淬火后的硬度从47.7HRC增加到55.5HRC；冲击韧性从5.2J/cm2下降到4.6J/cm2。（6）Cr15Mn5Si3高铬白口铁的冲击韧性随回火温度升高而下降。回火温度在400℃升到580℃的条件下，当淬火温度为900℃时，冲击韧性ak值从5.6J/cm2下降到4.1J/cm2；在930℃淬火时，冲击韧性ak值从4.7J/cm2下降到3.6J/cm2。（7）900℃淬火+520℃回火时，Cr15Mn5Si3高铬白口铁硬度最高值为52.5HRC；在930℃淬火+480℃回火时，硬度最高值为59HRC。（8）对于Cr15Mn5Si3白口铸铁，最佳热处理工艺为930℃空淬+480℃回火，其硬度为59HRC，冲击韧性ak值为4.1J/cm2.

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-22
  1.1 引言  9
  1.2 高铬白口铁中的基体组织  9-10
    1.2.1 奥氏体组织  9
    1.2.2 马氏体组织  9-10
  1.3 高铬白口铁中的碳化物  10-12
  1.4 高铬白口铁的性能及应用  12-13
  1.5 高铬白口铁常见的热处理工艺  13-15
    1.5.1 去稳处理（高温奥氏体化）  13
    1.5.2 低温处理  13
    1.5.3 高温团球化处理  13
    1.5.4 珠光体化预处理  13
    1.5.5 稳定性热处理  13-14
    1.5.6 回火处理  14
    1.5.7 亚临界处理  14
    1.5.8 深冷处理  14
    1.5.9 冶金处理技术  14-15
  1.6 高铬白口铁的发展情况和研究现状  15-20
    1.6.1 高铬白口铁国内外发展概况  15
    1.6.2 高铬白口铁的国内外研究现状  15-17
    1.6.3 Cr12MoV 钢的热处理的研究现状  17-20
  1.7 本课题的研究背景  20-21
  1.8 本课题的研究意义  21-22
2 实验内容与方法  22-27
  2.1 实验内容  22
    2.1.1 实验总体方案  22
    2.1.2 实验目标  22
    2.1.3 实验方法  22
  2.2 试样的制备  22-24
    2.2.1 原材料与化学成分  22-23
    2.2.2 试样的制备  23
    2.2.3 金相试样的腐蚀方法  23-24
  2.3 热处理工艺的确定  24-25
  2.4 显微组织观察  25
  2.5 碳化物数量、残余奥氏体量的测定与计算  25-26
  2.6 硬度测试  26
  2.7 冲击韧性测试  26-27
3 实验结果与分析  27-48
  3.1 热处理对 Cr15Mn5Si3 高铬白口铁显微组织的影响  27-43
    3.1.1 淬火温度对 1.5Cr15Mn5Si3 白口铁显微组织的影响  27-34
    3.1.2 淬火介质对 Cr15Mn5Si3 白口铁显微组织的影响  34-35
    3.1.3 回火对 Cr15Mn5Si3 白口铁显微组织的影响  35-40
    3.1.4 碳含量对 Cr15Mn5Si3 白口铁热处理后显微组织的影响  40-43
  3.2 热处理对 Cr15Mn5Si3 高铬白口铁性能的影响  43-45
    3.2.1 淬火温度对 Cr15Mn5Si3 高铬白口铁冲击性能的影响  43
    3.2.2 淬火温度对 Cr15Mn5Si3 高铬白口铁硬度的影响  43-44
    3.2.3 回火温度对 Cr15Mn5Si3 高铬白口铁冲击性能的影响  44-45
    3.2.4 回火温度对 Cr15Mn5Si3 高铬白口铁硬度的影响  45
  3.3 Cr15Mo3 高铬白口铁组织与性能  45-46
  3.4 讨论  46-48
4 结论  48-49
参考文献  49-52
致谢  52-53
附录 计算残余奥氏体数量参数说明  53-55

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属学与热处理 > 热处理 > 各种铸铁热处理 > 白口铸铁的可锻性热处理
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