亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        含Ti高釩合金鑄鐵的組織與性能

        2015-11-03 00:49:57王振廷朱士奎尹吉勇
        關(guān)鍵詞:高速鋼沖擊韌性鑄鐵

        王振廷, 朱士奎, 馮 帆, 尹吉勇

        (黑龍江科技大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院, 哈爾濱 150022)

        ?

        含Ti高釩合金鑄鐵的組織與性能

        王振廷,朱士奎,馮帆,尹吉勇

        (黑龍江科技大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院, 哈爾濱 150022)

        為了提高高釩合金鑄鐵的耐磨性,設(shè)計(jì)并制備出C質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.2%的高釩合金鑄鐵,通過(guò)加入不同含量的Ti,研究Ti含量對(duì)高釩合金鑄鐵組織與性能的影響。使用掃描電鏡(SEM)對(duì)高釩合金鑄鐵的組織進(jìn)行觀察,并通過(guò)其自帶的能譜儀測(cè)量不同組織元素的組成與含量;使用X射線衍射儀(XRD)對(duì)高釩合金鑄鐵的物相進(jìn)行分析;采用洛氏硬度計(jì)、沖擊試驗(yàn)機(jī)以及摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)分別對(duì)高釩合金鑄鐵的洛氏硬度、沖擊韌性以及耐磨性進(jìn)行測(cè)試。結(jié)果表明:Ti元素的加入可改變高釩合金鑄鐵中碳化物的形態(tài),小幅度增加高釩合金鑄鐵硬度;Ti元素對(duì)高釩合金鑄鐵的沖擊韌性影響不大;相對(duì)于未加入Ti的高釩合金鑄鐵,加入Ti質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的高釩合金鑄鐵耐磨性是原來(lái)的1.62倍。

        高釩合金鑄鐵; 耐磨性; 沖擊韌性

        0 引 言

        由于碳化釩的硬度很高,可達(dá)HV2 600,能夠大幅度提高材料的耐磨性[1-3],所以高釩高速鋼具有優(yōu)異的耐磨性[4]。目前,高釩高速鋼在國(guó)內(nèi)主要用于制造錘頭、襯板、軋輥等耐磨器件,耐磨效果顯著,有著逐步代替高鉻鑄鐵的趨勢(shì)[5-8]。劉冬冬等[9]對(duì)高釩高速鋼的成分與組織,以及變質(zhì)處理對(duì)碳化釩形態(tài)與分布的影響進(jìn)行了概述,分析了高釩高速鋼的耐磨機(jī)理,指出高釩高速鋼為目前研究的重要方向之一,具有十分廣闊的發(fā)展前景。魏世忠等[10]使用中頻感應(yīng)爐制備了含C3%、V10%、Cr4%、Mo3%、Si0.6%、Mn0.8%的高釩高速鋼,并使用高溫箱式電阻爐對(duì)其進(jìn)行熱處理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)臒崽幚砜商岣吒哜C高速鋼的性能,熱處理后的高釩高速鋼耐磨性可達(dá)高鉻鑄鐵的3倍以上。為了進(jìn)一步提高高釩合金鑄鐵的耐磨等性能,筆者在高釩合金鑄鐵的基礎(chǔ)上,加入Ti元素,對(duì)加入Ti元素的高釩合金鑄鐵的組織與性能,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和分析。

        1 實(shí)驗(yàn)材料與測(cè)試

        熔煉所用原材料為生鐵、鉬鐵、低碳鉻鐵、釩鐵、鈦鐵及廢鋼。設(shè)計(jì)的高釩鑄鐵合金成分如表1所示。1~4號(hào)試樣分別對(duì)應(yīng)圖1中的a~d。根據(jù)爐子容量進(jìn)行配料計(jì)算,使用中頻感應(yīng)熔煉爐對(duì)原料進(jìn)行熔煉。熔煉過(guò)程中,根據(jù)各種爐料的熔點(diǎn)及爐料中元素的燒損情況,確定爐料的加入順序。首先,加入生鐵和廢鋼,然后依次加入鉬鐵、低碳鉻鐵、鈦鐵、釩鐵。出爐前分別使用Al和稀土變質(zhì)劑對(duì)鐵液進(jìn)行脫氧處理和變質(zhì)處理。變質(zhì)處理的方式為包底沖入法,即將稀土變質(zhì)劑放入澆包底部,鐵液倒入澆包過(guò)程中發(fā)生反應(yīng),改善碳化物形態(tài)并細(xì)化晶粒。

        鐵液澆注完成后,使用線切割機(jī)將鑄件切割成15 mm×15 mm×15 mm,10 mm×10 mm×10 mm,10 mm×10 mm×55 mm,分別用做金相試樣、磨損試樣以及沖擊試樣。使用KSL1600X型高溫電阻爐對(duì)試樣進(jìn)行熱處理,熱處理工藝為:淬火溫度1 000 ℃,空冷至室溫;回火溫度550 ℃,保溫2 h,空冷至室溫。通過(guò)MX2600FE型掃描電鏡(SEM)觀察高釩合金鑄鐵的顯微組織,并使用電鏡自帶能譜儀對(duì)不同組織進(jìn)行能譜測(cè)試,確定所含元素組成及含量。使用XD-2型X射線衍射儀對(duì)高釩合金鑄鐵進(jìn)行物相分析。使用MMS-2A摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)對(duì)高釩合金鑄鐵的耐磨性進(jìn)行測(cè)試。實(shí)驗(yàn)參數(shù)為:法相載荷200 N,時(shí)間1 h,轉(zhuǎn)速200 r/min,對(duì)磨環(huán)采用外徑40 mm的淬火態(tài)45鋼(硬度HRC56~58)。使用電子天平稱量磨損前后的質(zhì)量,計(jì)算出失重,衡量材料的耐磨性能。對(duì)沖擊試樣進(jìn)行沖擊實(shí)驗(yàn),測(cè)量高釩合金鑄鐵的沖擊韌性。實(shí)驗(yàn)中以Cr15Mo高鉻鑄鐵與不同成分的高釩合金鑄鐵做性能對(duì)比。

        表1高釩合金鑄鐵成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

        Table 1 Composition proportion of high vanadium alloy cast iron %

        2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

        2.1顯微組織與能譜分析

        圖1為不同成分的高釩合金鑄鐵的顯微組織形貌。從圖1可以看出,Ti的加入可以改變高釩合金鑄鐵中碳化物的形態(tài)。不含Ti的高釩合金鑄鐵中碳化物形狀多為花瓣?duì)?少數(shù)為圓形和不規(guī)則形狀,隨著Ti的加入,花瓣?duì)钐蓟飻?shù)量減少,顆粒狀的碳化物數(shù)量增多。Ti質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%時(shí),碳化物顆粒細(xì)小,分布均勻,當(dāng)Ti質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%時(shí),碳化物產(chǎn)生了團(tuán)聚。圖2為Ti質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的高釩合金鑄鐵熱處理后的顯微組織。通過(guò)圖2與圖1c對(duì)比可知,熱處理對(duì)試樣中碳化物的形態(tài)分布沒(méi)有明顯影響。

        圖3為Ti質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的高釩合金鑄鐵能譜。從圖3中可以看出,顆粒A主要由C、V、Ti元素組成,含有少量的Cr、Fe、W元素,顆粒B的組成與顆粒A相同,顆??赡転閂C和TiC。C為基體,主要含有Fe、Mn、Cr、V、Si等元素組成,基體可能主要是Fe,并固溶了一定量的其他元素。

        2.2物相分析

        圖4為高釩合金鑄鐵的XRD衍射,由圖4可以看出,合金中主要包含F(xiàn)e、TiC和VC相,但在圖2中,未發(fā)現(xiàn)有TiC顆粒,圓球狀或不規(guī)則狀顆粒主要由V、Ti和C三種元素組成,分析認(rèn)為,Ti為最強(qiáng)碳化物形成元素,但是由于加入量少,未能形成TiC,由于Ti與V原子序數(shù)只相差1,原子大小相近,加入的Ti原子置換了VC中的V原子,形成復(fù)合碳化物(Ti,V)C。

        圖1 高釩合金鑄鐵的顯微組織形貌

        圖2 Ti質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%高釩合金鑄鐵熱處理后的顯微組織

        Fig. 2Microstructure of high vanadium alloy cast iron containing Ti of 1% after heat treatment

        圖3 Ti質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%高釩合金鑄鐵能譜

        Fig. 3Diffraction spectra of high vanadium alloy cast iron containing Ti of 1%

        圖4 Ti質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的高釩合金鑄鐵XRD衍射

        Fig. 4XRD pattern of high vanadium alloy cast iron containing Ti of 1%

        2.3洛氏硬度與沖擊韌性

        加入不同含量Ti元素的高釩合金鑄鐵,其洛氏硬度與沖擊韌性的測(cè)試均測(cè)量5組數(shù)據(jù),取平均值。測(cè)量結(jié)果如表2所示,其中5號(hào)試樣為高鉻鑄鐵。由于熱處理可使基體轉(zhuǎn)變成馬氏體,消除了內(nèi)應(yīng)力,增強(qiáng)基體硬度,提高沖擊韌性。由表2可得,高釩合金鑄鐵的硬度及沖擊韌性均高于高鉻鑄鐵,Ti的加入可使高釩合金鑄鐵的硬度小幅度提升,Ti質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%時(shí)達(dá)到最大,為64.7HRC。Ti的加入對(duì)高釩合金鑄鐵的沖擊韌性影響不大,依然維持在9 J/cm2左右。

        表2含Ti高釩合金鑄鐵的洛氏硬度和沖擊韌性

        Table 2Rockwell hardness and impact toughness of high vanadium alloy cast iron containing Ti

        試樣鑄態(tài)沖擊韌性/J·cm-2洛氏硬度/HRC熱處理沖擊韌性/J·cm-2洛氏硬度/HRC158.27.9562.79.03258.57.9863.18.92359.18.0064.79.15458.78.1464.29.08549.46.8653.67.98

        2.4耐磨性

        圖5為不同成分高釩合金鑄鐵熱處理后的相對(duì)耐磨性。

        圖5 不同成分高釩合金鑄鐵熱處理后的相對(duì)耐磨性

        Fig. 5Relative wear resistance of high vanadium alloy cast iron with different composition after heat treatment

        高釩合金鑄鐵的耐磨性較好,以不加Ti的高釩合金鑄鐵為基準(zhǔn),相對(duì)耐磨性為1,高鉻鑄鐵為0.52,可見(jiàn)不加Ti的高釩合金鑄鐵耐磨性為高鉻鑄鐵的1.9倍。Ti元素的加入改變了碳化物的形狀,細(xì)小且彌散分布的碳化物對(duì)基體產(chǎn)生了彌散強(qiáng)化,提高了高釩合金鑄鐵的硬度,彌散分布的碳化物能夠更加有效地抵擋摩擦過(guò)程中摩擦副對(duì)高釩合金鑄鐵的切削作用,從而提高耐磨性。由圖5可見(jiàn),Ti元素的加入,能夠增加高釩合金鑄鐵的耐磨性,Ti含量為1%時(shí),耐磨性為原先的1.62倍。

        3 結(jié) 論

        (1)向高釩合金鑄鐵中加入Ti能夠改變合金中碳化物的形態(tài),隨著Ti元素的增加,花瓣?duì)畹奶蓟餃p少,顆粒狀及圓球狀顆粒增多,Ti質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%時(shí),高釩合金鑄鐵中碳化物多為顆粒狀及圓球狀,且顆粒較小,分布均勻。

        (2)Ti的加入可小幅度提高高釩合金鑄鐵的硬度,Ti質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%時(shí)最高,熱處理后可達(dá)HRC64.7,對(duì)高釩合金鑄鐵沖擊韌性幾乎沒(méi)有影響。

        (3)高釩合金鑄鐵中加入Ti元素可以提高耐磨性,Ti質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%時(shí),熱處理后的耐磨性為原先的1.62倍。

        [1]魏世忠, 李炎, 吳逸貴, 等. 高釩高速鋼中碳化釩的微細(xì)結(jié)構(gòu)分析[J]. 電子顯微學(xué)報(bào)2005, 24(5): 479-482.

        [2]XU L J, WEI S Z, XING J D, et al. Effects of carbon content and sliding ratio on wear behavior of high-vanadium high-speed steel (HVHSS) under high-stress rolling-sliding contact[J]. Tribology International, 2014, 70(3): 34-41.

        [3]XU L J, XING J D, WEI S Z, et al. Optimization of heat treatment technique of high-vanadium high-speed steel based on back-propagation neural networks[J]. Materials & Design. 2007, 28(5): 1425-1432.

        [4]張新莊, 魏世忠, 倪鋒, 等. 稀土變質(zhì)處理對(duì)高釩高速鋼中碳化釩形態(tài)的影響[J]. 鑄造技術(shù), 2008, 29(7): 869-872.

        [5]ZHANG H, ZOU Y, ZOU Z D, et al. Microstructures and properties of low-chromium high corrosion-resistant TiC-VC reinforced Fe-based laser cladding layer[J]. Journal of Alloys and Compounds. 2015, 622(1): 62-68.

        [6]XU L J, XING J D, WEI S Z, et al. Investigation on wear behaviors of high-vanadium high-speed steel compared with high-chromium cast iron under rolling contact condition [J]. Materials Science and Engineering, 2006, 434(2): 63-70.

        [7]WEI S Z, ZHU J H, XU L J. Effects on vanadium and carbon on microstructures and abrasive wear resistance of high speed steel[J]. Tribology International. 2014, 70(1): 34-41.

        [8]陳慧敏, 徐流杰, 李朝峰, 等. 碳含量影響高釩高速鋼摩擦磨損性能的試驗(yàn)研究[J]. 鑄造技術(shù), 2008, 29(10): 1335-1339.

        [9]劉冬冬, 張國(guó)賞, 魏世忠, 等. 高釩高速鋼磨損性能的研究現(xiàn)狀[J]. 鑄造技術(shù), 2013, 34(2): 135-137.

        [10]魏世忠, 朱金華, 龍銳. 熱處理對(duì)高釩高速鋼組織與性能的影響[J]. 金屬熱處理, 2005, 30(6): 65-69.

        (編輯徐巖)

        Effect of Ti content on microstructure and properties of high vanadium alloy cast iron

        WANGZhenting,ZHUShikui,FENGFan,YINJiyong

        (School of Materials Science & Engineering, Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022, China)

        This paper is specifically directed at improving the wear resistance of high vanadium alloy cast iron. This improvement is performed by designing and preparing the high vanadium alloy cast iron containing C of 2.2% and identifying the effect of Ti content on microstructure and properties of high vanadium alloy cast iron by adding different content of Ti; using scan electron microscopy (SEM) with energy spectrometer to observe the microstructure of high vanadium alloy cast iron and measure the composition and content of different structure; examining the phase of the high vanadium alloy cast iron by X-ray diffract meter (XRD); and testing the hardness, impact toughness, and wear resistance of high vanadium alloy cast iron by using the hardness tester, impact tester and friction and wear tester. The results show that the addition of Ti element can provide a change in the morphology of carbides in high vanadium alloy cast iron, and a modest increase in the hardness of high vanadium alloy cast iron; the Ti element has little effect on the impact toughness of high vanadium alloy cast iron; and the high vanadium alloy cast iron containing Ti of 1% boasts wear resistance 1.62 times better than that of high vanadium alloy cast iron without Ti.

        high vanadium alloy cast iron; wear resistance; impact toughness

        2015-09-10

        黑龍江省應(yīng)用技術(shù)研究與開(kāi)發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(GC13A113)

        王振廷(1965-),男,黑龍江省雞西人,教授,博士,研究方向:表面工程與耐磨材料,E-mail:wangzt2002@163.com.

        10.3969/j.issn.2095-7262.2015.05.006

        TG174

        2095-7262(2015)05-0493-04

        A

        猜你喜歡
        高速鋼沖擊韌性鑄鐵
        ◆ 雨水井、檢查井
        循環(huán)熱處理對(duì)93W–5Ni–2Fe高比重鎢合金沖擊韌性的影響
        梅鋼1780產(chǎn)線高速鋼軋輥使用維護(hù)
        含氮半高速鋼冷軋輥材料回火組織轉(zhuǎn)變研究
        時(shí)效處理對(duì)Super304H摩擦焊焊接接頭拉伸強(qiáng)度和沖擊韌性的影響
        忠誠(chéng)擔(dān)當(dāng)鑄鐵軍——浙報(bào)集團(tuán)十九大前方報(bào)道感悟
        冷卻速度對(duì)貝氏體焊縫金屬硬度及沖擊韌性的影響
        焊接(2016年10期)2016-02-27 13:05:29
        滾輪移動(dòng)式鑄鐵機(jī)改滾輪固定式鑄鐵機(jī)設(shè)計(jì)改造
        高速鋼熱軋工作輥氧化膜剝落研究
        大型鑄鍛件(2015年5期)2015-12-16 11:43:22
        SA508—3鋼沖擊韌性補(bǔ)償影響因素的分析
        焊接(2015年7期)2015-07-18 10:59:16
        国产精品自拍盗摄自拍| 91精品视品在线播放| 欧美日韩综合在线视频免费看 | 亚洲中文字幕无码永久在线 | 国产精品永久免费视频| 国产一区二区欧美丝袜| 美利坚合众国亚洲视频| 国产成人午夜高潮毛片| 最近中文字幕mv在线资源| 毛片av在线播放亚洲av网站| 中文字幕精品人妻丝袜| av无码小缝喷白浆在线观看| 国产精品jizz视频| 亚洲公开免费在线视频| 久久国产精品色av免费看| 国产黄大片在线观看画质优化 | 久久精品免费无码区| 久久久人妻丰满熟妇av蜜臀| 亚洲国产精品18久久久久久 | 精品一区二区三区芒果| 国产精品_国产精品_k频道| 美国黄色片一区二区三区| 91九色精品日韩内射无| 国产三级a三级三级| 熟妇人妻无码中文字幕| 美女裸体无遮挡黄污网站| 日本在线观看一二三区| 国产成人a在线观看视频免费 | 天堂中文官网在线| 丰满岳乱妇在线观看中字无码| 91在线视频视频在线| 国产精华液一区二区三区| 中文字幕天天躁日日躁狠狠躁免费| 亚洲区日韩精品中文字幕| 国产一区二区三区18p| 无码人妻一区二区三区兔费| 亚洲熟妇少妇任你躁在线观看 | 国产在线白丝DVD精品| 亚洲色图视频在线观看,| 亚洲av成人精品一区二区三区| 国产成人av免费观看|