稀土对20MnCrNi2Mo耐磨铸钢组织及力学性能的影响

针对未添加及添加镧、铈混合稀土的20Mn Cr Ni2Mo低合金耐磨铸钢,分别采用洛氏硬度计、电子万能试验机和电子式摆锤冲击试验机测定其力学性能,采用扫描电镜、透射电镜观察显微组织和断口形貌,并分析稀土对其铸态显微组织和力学性能的影响。结果表明,添加稀土使20Mn Cr Ni2Mo耐磨铸钢的硬度、抗拉强度和冲击吸收功(-40℃)分别提高了10.44%、5.95%和36.87%,伸长率和断面收缩率分别提高了40.49%和39.42%。添加稀土改变了20Mn Cr Ni2Mo耐磨铸钢的铸态组织,由粒状贝氏体变为粒状贝氏体+少量下贝氏体,且稀土使粒状贝氏体组织中岛状物尺寸有所减小;添加稀土也改善了20Mn Cr Ni2Mo耐磨铸钢的断口形貌,使断口处有韧窝出现。

稀土对20MnCrNi2Mo耐磨铸钢过冷奥氏体转变的影响及机理

采用L78 RITA淬火热膨胀仪、QUANTA400扫描电镜和JEM-2100透射电镜研究镧铈混合稀土对20MnCrNi2Mo耐磨铸钢过冷奥氏体连续冷却转变动力学及显微组织的影响,采用电感耦合等离子体质谱仪测定稀土的固溶量,通过透射电镜探索固溶稀土在钢中的存在状态,结合对La的界面扩散系数的测定、计算,综合分析镧铈混合稀土的作用机理。结果表明,镧铈混合稀土使20MnCrNi2Mo耐磨铸钢CCT曲线整体向右下方移动,促进了连续冷却转变过程中下贝氏体的形成,提高了淬透性,使得板条马氏体组织中孪晶亚结构增加。分析认为,固溶于钢中的稀土原子富集于晶界等晶体缺陷处,降低晶界能、阻塞扩散通道,推迟新相的形核-长大过程,进而影响组织转变。

添加稀土的20MnCrNi2Mo耐磨铸钢静态CCT曲线的研究

以添加La、Ce混合稀土的20MnCrNi2Mo耐磨铸钢为研究对象,采用德国产的L78 RITA淬火热膨胀仪,结合金相观察与硬度分析,测定了其静态CCT曲线,根据测得的CCT曲线,分析并阐明了冷却速度与组织演变、硬度变化的关系。结果表明,试验钢的静态CCT曲线只有贝氏体转变区和马氏体转变区,且贝氏体转变区延伸的范围较宽,其临界冷却速度为4℃/s,淬透性较好,这主要取决于合金元素与固溶稀土的综合作用。研究结果既能够为稀土在耐磨铸钢中应用的理论研究提供有用的实验数据,又能够为生产实践提供参考依据。

添加稀土的20MnCrNi2Mo耐磨铸钢的组织与性能

针对添加镧、铈混合稀土的20Mn Cr Ni2Mo耐磨铸钢,采用扫描电镜、透射电镜、洛氏硬度计、电子万能试验机和电子式摆锤冲击试验机进行组织观察和和力学性能测定,并分析试验钢显微组织和力学性能的关系。结果表明:添加镧、铈混合稀土的20Mn Cr Ni2Mo耐磨铸钢铸态组织为粒状贝氏体,且存在较高密度位错;稀土含量为0.0092%的20Mn Cr Ni2Mo耐磨铸钢硬度达到32.11 HRC,抗拉强度为1128.48 MPa,冲击吸收能量(-40℃)为9.887 J。高密度位错能提高试验钢的硬度,但不利于塑性的改善;贝氏体组织中的(M/A)岛对于硬度和强度的提高有利,但会降低韧性;添加稀土元素使夹杂物变质,有助于改善韧性。

镧铈混合稀土对20MnCrNi2Mo铸钢凝固过程的影响

针对未加稀土及添加镧铈混合稀土的20MnCrNi2Mo低合金耐磨铸钢,采用FactSage软件系统的Phase Diagram模块计算M-C(M代表Fe-0.49%Si-1.03%Mn-1.16%Cr-1.90%Ni-0.54%Mo)伪二元相图。采用NETZSCH STA 449C型示差扫描量热仪测定实验钢的DSC曲线,研究其凝固模式。分析稀土对凝固过程的影响,探讨了稀土的作用机理。结果表明,20MnCrNi2Mo低合金耐磨铸钢的凝固模式为:L→L+δ→L+δ+γ→L+γ→γ;总量为0.0327%的镧铈混合稀土不改变20MnCrNi2Mo铸钢的凝固模式,但使得液相线温度降低、固相线温度升高,使结晶温度区间显著缩小。凝固过程中镧铈混合稀土提高了包晶转变的开始温度和终了温度,这对结晶区间显著缩小起到决定性作用。研究结果能为镧铈混合稀土在低合金耐磨铸钢中的有效应用提供理论和实验依据。

热处理工艺对20CrMn2Si2Mo耐磨钢板组织和性能的影响

研究了热处理工艺对20CrMn2Si2Mo耐磨钢板组织和性能的影响。结果表明:实验材料经轧制+300℃回火和轧制+920℃空冷+300℃回火态的组织由贝氏体铁素体和残余奥氏体组成,属新型贝氏体组织;轧制+920℃油冷(或水冷)+300℃回火后的组织由板条马氏体和残余奥氏体组成;与轧制态相比,轧制+300℃回火可显著提高材料的韧性,轧制及920℃奥氏体化后,分别采用不同介质冷却的试验结果表明,材料在轧制+920℃空冷+300℃回火后具有较好的综合性能。

20MnCrNi2MoRE耐磨铸钢连续冷却转变曲线的测定

以膨胀法为主、金相法和硬度法为辅测定并绘制出20Mn Cr Ni2MoRE耐磨铸钢的CCT曲线。结果表明,20Mn Cr Ni2MoRE耐磨铸钢的临界点为:Ac1=699℃,Ac3=844℃,Ms=368℃;20Mn Cr Ni2MoRE耐磨铸钢的CCT曲线只有贝氏体转变区和马氏体转变区,而无先共析铁素体的析出和珠光体转变区,其淬火临界冷却速率为6℃/s,当冷却速率为0.03~6℃/s时,组织转变类型有贝氏体转变和马氏体转变两种,当冷却速率大于6℃/s时,全部发生马氏体转变。

稀土对耐磨铸钢中夹杂物影响机理的研究

针对不同稀土硅铁加入量的高锰铸钢与20MnCrNi2MoA铸钢,采用QUANTA-400型环境扫描电子显微镜(SEM)及其配备的能谱仪(EDS)对夹杂物的形貌、尺寸及其分布进行观察,研究稀土对耐磨铸钢夹杂物的影响及作用机理.结果表明,在耐磨铸钢中加入稀土,夹杂物变得更加细小、圆整,分布趋于均匀.

稀土对20MnCrNi2Mo铸钢贝氏体回火过程中(M/A)岛分解的影响

针对未加稀土与添加稀土的20MnCrNi2Mo耐磨铸钢,对其粒状贝氏体组织分别进行200℃-600℃各自保温1 h的回火处理,采用QUANTA400环境扫描电镜观察试样经不同温度回火后（M/A）岛的变化,采用D8ADVANCE X射线衍射仪对不同温度回火后试样中残留奥氏体量进行定量测定,分析稀土对回火过程中（M/A）岛分解的影响。结果表明,稀土对20MnCrNi2Mo钢粒状贝氏体回火过程中（M/A）岛的分解具有抑制作用,分析认为主要是固溶于钢中的稀土偏聚于界面处、降低了回火过程中碳原子的扩散速度所致。

20MnCrNi2Mo钢贝氏体回火转变

采用扫描电镜、透射电镜和洛氏硬度计研究了20MnCrNi2Mo钢贝氏体的回火转变过程。结果表明,20MnCrNi2Mo钢粒状贝氏体在200℃回火时,M/A岛基本没有发生分解;随回火温度的升高,M/A岛逐渐发生分解,在500℃回火时M/A岛大量分解,位错密度降低,且有碳化物析出。200~500℃回火时硬度变化不大,当回火温度高于500℃时,M/A岛完全分解,析出碳化物聚集长大,硬度值急剧降低。

渗碳淬回火工艺对G20CrNi2Mo钢组织与性能的影响

以G20CrNi2Mo渗碳轴承钢为研究对象,通过扫描电镜及光学显微镜分析不同热处理工艺下的组织及硬度差异,并借助摩擦磨损试验机研究其耐磨性能的变化。结果表明,G20CrNi2Mo轴承钢渗碳后经过不同淬火及回火工艺,其硬度和耐磨性能均有了明显提高,其中,二次淬火后的组织为细小的马氏体和均匀细小的颗粒碳化物,以及少量的残留奥氏体;二次淬火后经过回火处理,200℃低温回火的组织性能最优,组织为回火马氏体,其硬度值为62. 3 HRC,磨损量为12. 9 g。