论文部分内容阅读
本课题通过热处理实验、硬度测试、冲击试验、金相组织观察、X射线衍射分析及扫描电镜分析等研究了碳钢与高铬铸铁液-液复合和固-液复合生产锤头材料的组织和性能,并进行了锤头的矿山试验。结果表明,三种不同铬含量的高铬铸铁锤头铸态硬度随铬含量的增加而增加。KmTBCr26NiMo(Cr26)硬度最高,HRC55,KmTBCr22NiMo (Cr22)次之,RC49, KmTBCr18NiMo (Cr18)最低,HRC38。正火热处理可以提高实验材料硬度,三种高铬铸铁基体硬度在563～642HV,碳化物硬度范围在1220.0～2226.0HV。初析M7C3碳化物六边形横截面显微硬度要高于纵截面显微硬度。正火+200℃x2h回火热处理,Cr18金相组织为回火马氏体+共晶碳化物+残余奥氏体。共晶碳化物类型为M7C3型,呈板条状或断续状分布。Cr22、Cr26型铸铁金相组织为回火马氏体+碳化物+残余奥氏体,组织中碳化物类型为M7C3型碳化物,初析碳化物呈六方杆状独立分布在基体中,截面为六边形,共晶碳化物呈板条状或菊花状分布。对于Cr22铸铁,950℃×2h随炉冷至820℃×4h随炉冷至720℃×4h炉冷和1050℃x4h随炉冷至720℃×10h炉冷到室温的软化工艺,具有较好的软化效果,硬度由铸态的HRC49降到HRC40,Cr26热处理软化效果较差。高铬铸铁铬含量越高,软化越困难。Cr22高铬铸铁正火温度加热温度在980℃～1040℃时,实验材料硬度较高。经热处理工艺980℃×0.5h正火+200℃×4h回火处理后,高铬铸铁的硬度和冲击韧性得到较好的匹配,其值分别为62.5HRC和6J/cm2。组织主要由马氏体、共晶碳化物、二次碳化物和残余奥氏体组成。实验材料冲击试样断裂特征为解理断裂+准解理断裂机制。固-液复合锤头碳钢复合界面附近组织中铁素体呈网状分布在晶界处。组织中珠光体比例增加,说明高温下铸铁组织中的碳向铸钢部分进行扩散。液-液复合铸造锤头,复合的结合面要比固-液结合面好。液-液复合高铬铸铁中的Cr、C通过复合面向碳钢部分发生扩散,液-液复合面硬度分布平缓。矿山试验结果表明,高铬铸铁-碳钢复合锤头使用寿命高于高锰钢锤头,具有较高的性价比。