退火溫度對高鉻鑄鐵組織性能的影響

付曉虎/天津重型裝備工程研究有限公司

退火溫度對高鉻鑄鐵組織性能的影響

付曉虎/天津重型裝備工程研究有限公司

本文通過對高鉻鑄鐵退火溫度的研究，得到不同退火溫度對高鉻鑄鐵組織和性能影響。通過實驗發現，在550℃以上進行退火，隨著退火溫度升高，組織中殘余奧氏體數量減少，珠光體數量逐漸增加，硬度隨著退火溫度升高逐漸降低。

高鉻鑄鐵；退火；硬度；金相

一、前言

高鉻鑄鐵被譽為當代最優良的抗磨料磨損材料，目前已在國內外廣泛使用。近年來國內對鉻系白口鑄鐵的研究不斷深入，從合金化理論到工藝都取得突破性進展，獲得了大量成果。低鉻、中鉻、高鉻、超高鉻磨球、襯板、錘頭，高鉻渣漿泵過流件，以及高鉻鑄鐵與鋼雙金屬復合鑄造襯扳、磨輥、軋輥等都已達到國際先進水平。本文研究了退火溫度對Cr18Ni 2M o高鉻鑄鐵組織和性能的影響。

二、實驗方案

實驗樣品的成分如下表所示。選取550℃、600℃、650℃、700℃這4個溫度對鑄態高鉻鑄鐵進行退火實驗，冷卻方式為封爐緩冷。退火后檢測其金相組織、硬度、SEM。

三、實驗分析

圖1 高鉻鑄鐵鑄態金相、SEM組織

鑄態金相組織照片如圖1所示，組織為：奧氏體+萊氏體（奧氏體+共晶碳化物）+馬氏體+一次塊狀碳化物。鑄態組織中奧氏體含量占據了很大比例，這種鑄態奧氏體是在凝固過程中由于碳和其他合金元素過飽和固溶在基體中，從而大大降低了馬氏體轉變溫度點，增強奧氏體穩定性的情況下形成的。此共晶碳化物主要是M 7C3型碳化物。

從圖2中可以看出，退火后仍然有殘余奧氏體的存在，隨著退火溫度的升高，殘余奧氏體數量減少，珠光體和回火馬氏體數量增加，碳化物數量和形貌沒有發生明顯的變化。在奧氏體轉變過程中馬氏體和珠光體首先在碳化物周圍析出，這是由于碳化物周圍的區域碳元素和合金元素含量較少，降低了奧氏體的穩定性。

不同溫度退火后硬度如表2所示，測量三點，算其平均硬度。從表2中數據可以看出，隨著退火溫度的升高，材料的硬度逐漸降低。硬度降低的原因是馬氏體變為回火馬氏體，材料內部應力釋放的更完全，基體內過飽和的碳元素和合金元素析出，固溶強化效果降低，因此導致整體硬度降低。

四、結論

（1）隨著退火溫度的升高，基體中殘余奧氏體數量減少，珠光體數量增加，碳化物數量和形貌無明顯變化。

（2）隨著退火溫度升高，材料硬度逐漸降低，韌性升高，可有效改善機加工性能。

[1]馬國睿.高鉻鑄鐵稀土復合編制處理的研究[D],哈爾濱，哈爾濱工業大學.2005. [2]徐志明、楊月君、尹志新.Crl 5Mo2Cu高鉻耐磨鑄鐵的熱處理工藝研究[J].金屬熱處理，1995（3）：8～10.

圖2 不同退火溫度下高鉻鑄鐵SEM組織（a、550℃退火；b、600℃退火；c、650℃退火；d、700℃退火）

表2 不同退火溫度下的硬度表

表1 實驗所選材料的成分