Q-T和Q-P工艺对Fe-C-B合金组织与性能的影响

为了获得综合性能好、成本低的耐磨钢,分别采用淬火-回火(Q-T)和淬火-分配(Q-P)工艺对Fe-C-B合金进行热处理。结果表明,相较于Q-T工艺,Q-P工艺处理后的试样综合性能更加优异。采用Q-T工艺处理后合金的冲击韧性提升了18.9%,而采用Q-P工艺处理后的合金,获得了板条马氏体和薄片状残余奥氏体组成的基体,薄片状的残余奥氏体对于提升Fe-C-B合金的冲击性能产生了重要效果,使该合金的冲击性能提升了50.9%。

铸造Fe-C-B合金组织与性能研究

对铸造Fe-C-B合金组织和性能进行了初步研究。结果表明,在中碳铸钢的基础上添加一定量的B能够获得与高铬铸铁硬度、强韧性相当的Fe-C-B合金。其砂型条件下凝固组织为珠光体+铁素体+含硼碳化物。该合金经过1000℃奥氏体化水淬后,硬度可以达到60.7HRC,冲击功达到7.0J。但热处理不能改变该合金中连续网状分布的含硼碳化物的形态。

Fe-C-B合金耐磨性能的研究

在MLD-10型冲击磨料磨损试验机上,对现今广泛使用的高铬铸铁和正在研究的Fe-C-B合金,在相同的冲击功条件下,就其耐磨性进行了对比试验。通过测定相同工况下材料的失重,分析两种材料的抗冲击磨损性能,并对试验过程中Fe-C-B合金试样表现出来的脆性、磨损面的形貌进行了讨论。结果表明:成分一定的Fe-C-B合金其耐磨性与亚共晶高铬铸铁相当,与过共晶高铬铸铁的耐磨性接近;磨损表面主要有塑性犁沟、显微切削等不同的磨损方式。

铸造Fe-C-B耐磨合金增韧研究与进展

新一代耐磨材料Fe-C-B合金具有较高的经济效益和优异的耐磨损性能,但网状硼化物的存在导致其韧性较低,限制了其发展和应用。阐述了Fe-C-B合金B含量优化、高温热处理、合金化、变质处理等增韧方法的研究进展。综合大量研究发现:B含量在2.0%~4.0%范围内时,合金性能较好,硬度可达到60HRC,冲击韧性在6J/cm2左右;在1 000~1 050℃范围内进行高温热处理更利于合金增韧;合金化和变质处理对韧性有一定改善作用。为了进一步提高Fe-C-B合金韧性,需要结合各种增韧方法,深入探讨韧性机制。

形变热处理对亚共晶Fe-C-B合金组织和性能的影响

采用形变热处理的方法来改善含0.36%C、1.48%B的亚共晶Fe-C-B合金的组织和性能。结果表明,高温形变后,合金中的含硼硬质相由连续网状分布转变为块状聚集态分布,α-Fe中形成了(110)晶面的择优取向。形变后的试样经1050℃奥氏体化淬火后,硬质相聚集现象消失,转变为条块状弥散分布在基体中,基体完全转变成马氏体,α-Fe中(110)晶面的择优取向消失。经过形变热处理后,合金硬度达58 HRC,冲击韧性与形变热处理前有较大提高,达到9.3 J/cm2。

铸造Fe-C-B合金成分对组织与性能的影响

对Fe-C-B合金的凝固过程与凝固组织特征进行分析。结合相图研究结果,讨论了合金中硬质相种类与形成机理,初步总结了成分对Fe-C-B合金的组织与性能的影响。指出促进和推动Fe-C-B合金的研究与应用,需要在进一步完善Fe-C-B三元相图基础上,深入研究凝固条件、成分对无铬Fe-C-B合金组织与性能的影响,探寻进一步改善其组织与性能的途径。

Fe-0.34C-0.90B合金组织与性能的研究

研究了含0.34%C、0.90%B的Fe-C-B铸造合金及不同热处理的组织与性能。结果表明,合金凝固组织由珠光体、铁素体和硼化物组成,硬度和韧性较低;热处理改变了合金中基体和共晶硼化物分布形态,Fe-C-B合金的硬度为19.9～56 HRC,而韧性为4.4～7.3 J/cm2,其中水淬处理后的综合力学性能最好。

过流冷却后Fe-0.77C-1.40B合金微观组织研究

借助OM、XRD、SEM试验,研究了Fe-0.77C-1.40B合金的铸态微观组织以及不同倾斜板长度过流冷却后Fe-0.77C-1.40B合金微观组织的变化规律。结果表明,Fe-0.77C-1.40B合金的凝固组织主要由α-Fe、P和共晶硼碳化物(Fe_(23)(C,B)_6)组成,共晶硼碳化物呈菊花状分布;过流冷却后Fe-0.77C-1.40B合金微观组织先共晶相在倾斜板中流动时细化、球化,倾斜板长度为600~800 mm时,Fe-0.77C-1.40B合金初生奥氏体颗粒在一定的面积上颗粒数最多,平均横截面直径最小,形状因子最大,初生奥氏体晶粒球化、细化程度最好。

钛含量对Fe-C-B-Ti合金微观组织和力学性能的影响

研究了钛含量为0．67％-1．82％的Fe—C—B—Ti合金在铸态和热处理下微观组织、硬度和冲击韧性的变化规律。结果表明：当钛含量为0．67％时，Fe—C-B—Ti铸态合金组织由马氏体、珠光体和网状的共晶硼化物组成，硬度和冲击韧性较高。随钛含量的增加，Fe—C—B—Ti合金铸态组织中的马氏体逐渐消失，出现铁素体，硬度和冲击韧性逐渐下降。热处理后，Fe．C．B-Ti合金中的共晶硼化物呈断网状，并随温度的升高有明显粗化。随淬火温度的升高，Fe—C—B—Ti合金的硬度和冲击韧性增加，在1050oC时达到最大值，当温度超过1500℃时，硬度和冲击韧性反而降低。

热处理对Fe-0.44C-2.95B合金组织和性能的影响

对含碳0.44 wt%和含硼2.95 wt%的Fe-C-B合金分别进行了正火、水淬、水淬+回火、退火处理。借助光学显微镜、XRD、冲击韧性和硬度测试,研究热处理对Fe-C-B合金性能的影响规律。结果表明,热处理改变了合金中基体和共晶硼化物分布形态,Fe-C-B合金的硬度在44.3～62.4 HRC变化,而韧性提高到6.0～9.8 J.cm-1,其中1 000℃淬火处理的综合力学性能最好。

淬火温度对铸造Fe-0.61C-1.56B合金组织和性能的影响

在分析含碳0.61%、含硼1.56%的Fe-C-B合金凝固组织和性能的基础上,研究了淬火温度对其组织和性能的影响。结果表明,Fe-0.61C-1.56B合金凝固组织主要由共晶硼化物、珠光体和铁素体构成,经过950℃～1100℃淬火处理后,共晶硼化物和奥氏体的形态发生变化,基体转变为淬火马氏体,Fe-C-B合金的硬度和韧性较铸态有改善,在1050℃淬火时,合金的硬度和韧性达到最佳。

Fe-xC-1.5B合金的微观组织及耐磨性

利用OM、XRD、SEM、宏观硬度测试与冲击磨料磨损试验,研究Fe-xC-1.5B合金（x=0.6mass%1.5mass%）的微观组织演变以及硬度与耐磨性的变化规律。结果表明：Fe-xC-1.5B合金的凝固组织主要由α-Fe、Fe3C和共晶硼化物或者硼碳化物（Fe2B、Fe3（C,B）和Fe23（C,B）6）组成,共晶硼化物和硼碳化物分别呈鱼骨状和菊花状分布;随着碳含量的增加,共晶硼化物或者硼碳化物明显增多,合金的硬度为4047HRC、相对耐磨性是亚共晶高铬铸铁的0.91.3倍,表现出优异的耐磨性。