中碳高硅高铝钢回火过程石墨析出动力学

通过光学显微镜、扫描电镜及石墨粒子生长动力学方程对中碳高硅高铝钢回火过程组织及石墨粒子的析出行为和形核长大机制进行了系统研究。结果表明,中碳高硅高铝钢在680℃回火2、5和8 h后的石墨粒子总密度分别2539、4791和6405个/mm^(2),对应的石墨粒子平均尺寸分别为1.30、1.80和1.90μm。在680℃回火过程中,石墨粒子主要在铁素体晶界形核,其临界形核尺寸约为0.6 nm,在铁素体中的长大行为遵循Ostwald熟化规律,熟化速率为29.38 nm·s^(-1/3)。

碳含量对高硅高铝钢组织及石墨粒子析出行为的影响

石墨易切削钢因具有低成本、环保及优良可切削性等优点,近年来引起了国内外冶金和材料学者的广泛关注。本工作采用金相显微镜、扫描电镜和能谱分析仪等方法,系统研究了两种碳含量(0.20wt%和0.52wt%)对1.9wt%Si-1.1wt%Al高硅高铝钢热轧-淬火-回火过程组织变化及回火后石墨粒子析出行为的影响。结果表明,0.20wt%C的实验钢热轧→920℃淬火→回火后的组织演变为铁素体+珠光体→铁素体+“小岛”状贝氏体→铁素体+石墨粒子+少量渗碳体,而0.52wt%C的实验钢热轧→920℃淬火→回火后的组织演变为铁素体+珠光体→马氏体→铁素体+石墨粒子+少量渗碳体。在相同回火温度下,相比0.20wt%C的实验钢,0.52wt%C的实验钢中石墨粒子的数量更多、尺寸更大且更多以晶界形核方式析出。当回火温度从680℃提高至710℃,0.20wt%C的实验钢晶界上析出的石墨粒子密度从2337个/mm^(2)降至1710个/mm^(2),其平均尺寸从1.50 2μm增大至2.27μm;0.52wt%C的实验钢晶界上析出的石墨粒子密度从5244个/mm^(2)降至1938个/mm,其平均尺寸从2.36μm增大至3.45μm。钢中碳含量从0.20wt%增加至0.52wt%,可有效促进实验钢回火过程石墨粒子的形核和长大。相比710℃回火,680℃回火后的实验钢中石墨粒子数量更多且分布更为均匀,更有利于其整体切削性能的提高。