稀土在中碳馬氏體耐磨鑄鋼中的作用一

鑄鋼一般都經熱處理后才能使用,對普通結構用途的鑄鋼,一般采用退火、正火處理,對高強度鋼及耐磨鑄鋼,通常采用淬火后低溫回火,近年來耐磨鑄鋼研究較多,故稀土對中碳低合金耐磨鋼淬火后低溫回火狀態(tài)的組織控制和性能影響研究的較為充分。研究鋼種仍主要以ZG31 Mn2Si和ZG3OCrMn2Si為主。

5.3.1稀土復合變質劑對中碳低合金耐磨鋼組織的影響
I,稀土復合變質劑對中碳低合金鋼退火、正火態(tài)的組織控制 稀土對退火態(tài)、正火態(tài)31 Mn2Si鋼及30CrMn2Si鑄鋼組織的影響十分雷同。稀土加人均能細化晶粒,增加珠光體晶團的分散度,表現在珠光體晶團中,層片間距離縮小,滲碳體、鐵素體層片厚薄趨于均勻,滲碳體層片發(fā)育齊整,生長過程中偏轉不大。同樣,在退火態(tài)鐵素體及正火態(tài)珠光體晶團中鐵索體亞結構上,稀土均使位錯密度增加,導致顯微硬度增加。

通過定量金相測定,在退火態(tài)中,稀土加入能使鐵素體量稍有增加,這仍可能是RE加入增加C, Mn等元素在基體中固溶度所致,增加固溶碳,減少化合碳,必然增加鐵素體,減少珠光體見。
由于稀土加人細化了珠光體晶團,又使組織中鐵素體量的增加,使組織控制向著我們所孺要的方向前進,必然使得力學性能有所增加。由表5一16可知,正火態(tài)MnSi鋼,隨著RE的加人,使鋼的強度、硬度稍有增加,而塑性、韌性得到明顯改善,這就是組織控制的結果。

2.稀土復合變質劑對淬火一低溫回火態(tài)組織的控制
近年來,世界上對耐磨鑄鋼研究較多。在過去100年中,耐磨鋼以高錳鋼 (ZGMn13)為主。材料科學工作者發(fā)現,ZGMn13只有在強烈的沖擊載荷和擠壓應力下,產生充分的加工硬化,才能充分發(fā)揮其抗磨損的優(yōu)點,即要在高應力下工作。從眾多工況領域分析研究表明,在高應力下工作的耐磨件不足10%, 大部分耐磨件只在中低應力狀態(tài)下服役。如選用ZGMn 13,由于不能充分加工硬化,誘發(fā)馬氏體相變,耐磨性顯得不足,再加上ZGMni3固有的缺點,如熱膨脹系數大,無磁性(或弱磁性),強度低等,使用過程中易流變及變形,故 ZGMnI3已被排除在主體耐磨鋼之外,國內外都正在用一種新的耐磨鋼種—中碳馬氏體鋼來替代ZGMn130

國外最具代表性的是美國ESCO公司生產的ESCO一12系列耐磨鋼種,它屬于中碳馬氏體鋼(或多組元馬氏體鋼)范疇,為保證馬氏體鋼中馬氏體韌性, ESC()一12系列鋼以Cr一Ni一Mo為主體合金元素。Ni, Mo昂貴,但Ni鋼最大優(yōu)點,可獲得板條馬氏體(亞結構為錯位)基體,其為韌性馬氏體,可保證耐磨鋼的韌性儲備。若采用Cr一Mn - Si為主體合金元素生產中碳馬氏體鋼,其組織中會出現大量片狀馬氏體(亞結構為孿晶),片狀馬氏體是脆性馬氏體,缺乏足夠的韌性儲備,使用過程中的先期斷裂就無高耐磨性可談,故要對以Cr一Mn一 Si為主體合金元素的中碳馬氏體鋼實行組織控制,以求得和Cr一Ni一Mo鋼相同的組織效果,獲得優(yōu)異的性能。

分析美國ESCC)一12系列耐磨鋼的組織,是在板條馬氏體基體上分布著少量殘留奧氏體薄膜,保證鋼的強韌性。板條馬氏體基體上分布著少量殘留奧氏體薄膜的微觀組織,就成為我國自行研制中碳馬氏體鋼組織控制的方向。

試驗鋼成分(質量分數):00.27%一0.37%; Si0.72%一0.86%; Mn l.34%一I .5%;Cr0一0.8%;

變質劑選用:①Ce基輕稀土單一變質;OY基重稀土單一變質;OB元素單一變質;④Ce基輕稀土一B復合變質;SRE一Ti復合變質;⑥RE一B一Ti復合變質。

(1)變質劑對中碳低合金鋼奧氏體晶粒尺寸的影響

1)對ZG31 Mn2Si奧氏體晶粒尺寸的影響變質處理對Si - Mn鋼奧氏體晶粒尺寸影響的檢驗結果見表5一17。由表5一17可以看出.稀土及稀土欽變質處理并夫使奧氏體晶粒細化.稀土硼變質處理使奧氏體晶粒稍有細化。
2)對ZG3OCrMn2Si本質晶粒度的影響ZG3OCrMn2Si變質前后的本質晶粒度,是按照標準制作。從測定結果可知,30CrMn2Si鑄鋼經稀土一翻復合變質處理后,其本質晶粒度明顯細化,經統計評級,比變質處理前提高一個等級。

耐磨板|耐磨鋼板|高強度鋼板| 高強鋼現貨——法鋼特種鋼材(上海)有限公司