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含碳化物等温淬火球墨铸铁(CADI)是由等温淬火球墨铸铁(ADI)发展而来的新型球墨铸铁材料,它是在等温淬火球墨铸铁成分的基础上,添加一定量的碳化物形成元素,经等温淬火后,使组织中存在10%～20%碳化物。CADI不但拥有ADI的各种优异的综合力学性能,还呈现出比ADI更加优越的耐磨性,已成为21世纪热点材料之一,具有较好的应用前景。本文通过金相组织分析、X射线衍射分析、扫描电子显微镜分析、洛氏硬度测试、冲击试验、磨损试验、冲击断口形貌观察及磨损形貌观察,研究了锰及等温淬火温度对CADI组织与性能的影响。CADI的铸态组织包括石墨球、珠光体、碳化物及极少量的铁素体。随着锰含量的增加,铸态组织中石墨的大小及球化级别没有变化,石墨球的数量有所下降,碳化物的含量逐渐增加,同时,珠光体的含量逐渐增加,铁素体的含量逐渐减少。热处理后的组织由石墨球、针状贝氏体、残余奥氏体及碳化物组成,锰主要以(Fe, Mn)3C的形式存在。随着锰含量增加,热处理后组织中的残余奥氏体的含量逐渐增加,碳化物的数量逐渐增加；CADI的洛氏硬度逐渐提高,冲击韧性逐渐降低；试样的磨损率逐渐减小,耐磨性逐渐提高。随着等温淬火温度的升高,基体组织中残余奥氏体稳定性提高,数量增加,针状贝氏体间距由密变疏,组织逐渐变粗,贝氏体形貌由针状逐渐转变成为羽毛状,基体组织中所含的马氏体减少；力学性能上表现为：随着等温淬火温度的升高,洛氏硬度逐渐降低,冲击韧度值逐渐升高,磨损率逐渐升高,耐磨性降低。扫描电镜观察断口形貌得出,等温淬火温度为220℃时,冲击断口形貌表现为解理断裂的特征,在共晶团晶界处出现大量的冰糖状花样；等温淬火温度为250℃时,断口形貌仍是以解理台阶和河流状花样为主,但是在断口处出现一部分平坦的解理小平面及短而弯曲的撕裂棱；等温淬火温度为280℃时,试样冲击断口形貌呈现准解理断裂特征。通过扫描电镜观察试样的磨损形貌,等温淬火温度为220℃时,试样的磨损表面相对比较平滑,无表面粘着和金属转移、材料表面无金属剥落,磨损机制属于微切削磨损；等温淬火温度为250℃时,材料磨损机制主要是微切削磨损,还有少许的犁沟；等温淬火温度为280℃时,材料磨损表面切削痕较深,出现少量的物料剥落,材料的磨损机制主要是犁沟,还有少量微观切削。通过锰及等温淬火温度对CADI组织与性能影响的研究,优化的锰含量为1.80wt%时,热处理工艺为：900℃奥氏体化保温90min、250℃等温淬火盐浴炉中保温90min, CADI的组织为石墨球、针状贝氏体、残余奥氏体及碳化物,试样的洛氏硬度达到55.0HRC,冲击韧度值达到9.2J/cm2,磨损率为0.198mg/m。