專利名稱：高鉻奧氏體耐磨鑄鐵強韌化工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種鑄鐵加工工藝，尤其是涉及一種高鉻奧氏體耐磨鑄鐵強韌化工藝。
技術背景高鉻白口鑄鐵具有十分優良的抗磨料磨損能力，相對于高鉻馬氏體耐磨鑄鐵，高鉻奧氏 體耐磨鑄鐵具有更高的韌性，在經受較大沖擊載荷的工作環境中，高鉻奧氏體耐磨鑄鐵具有 特殊的優越性，這是它成為當代最佳抗磨材料的主要原因。絡在白口鑄鐵中有兩個方面的作用 一是促進碳化物的形成，改變碳化物的結構、性能 和形態；二是固溶于奧氏體，改變奧氏體的相變性質。人們利用鉻在這兩方面的作用，獲得 了各種預期的金屬組織和性能，滿足抗磨零件的技術要求。為了使鉻充分發揮作用，高鉻耐 磨鑄鐵一般都需要較高的含碳量(2%以上)和很高的含鉻量(約11%~30%),同時，還需要 加入1.5%~4%錳以及其它合金元素等。由于高鉻耐磨鑄鐵含有大量的鉻、碳，在常規熱處理范圍內，鉻原子的擴散激活能較高, 因此高鉻鑄鐵內部各處的成分很難達到理想的均勻程度，同一鑄件的不同點處實際是成分各 異的高鉻鑄鐵，在其凝固過程中，必然按照各自化學成分的規律完成其組織轉變，最終無法 滿足設計所要求的組織與性能，即無法得到全部奧氏體組織以及所對應的性能。由高鉻耐磨鑄鐵制成的零件品種繁多，體積、形狀、結構等要素相差懸殊，同一鑄件的 不同部位在鑄造時所經歷的工藝過程相差很大，這將導致不同部位產生不同的組織轉變，除 了產生相應得組織應力和熱應力外，同時還產生了不利的組織及物相。生產實際中所用的高鉻耐磨鑄鐵的成分大多數都處在近共晶點附近的亞共晶成分，由于 上述原因，在鑄造工藝過程中，鑄件凝固組織中一般都會出現初生奧氏體和共晶組織。由高 鉻鑄鐵相圖可知，早期生成的初生奧氏體與隨后生成的初生奧氏體以及共晶奧氏體，其含碳、 鉻量有較大的差別。這對奧氏體的轉變性質將會產生以下影響含碳、鉻較低的奧氏體在冷 卻過程中將轉變成馬氏體進而產生組織應力，降低材料的韌性；另外，在共晶組織形成過程 中，共晶奧氏體與共晶碳化物互相接觸、互為條件并相伴而生。經研究發現，在與碳化物為 鄰的奧氏體內，與碳化物接觸的奧氏體表面的含碳、絡量急劇減少，遠離此表面的奧氏體的 鉻、碳含量急劇增加，由于這一成分分布特點，鑄件在隨后的冷卻過程中，在一定厚度范圍 的奧氏體表面上將發生奧氏體向馬氏體的轉變，而發生這一轉變的區域不可避免的產生組織 應力并導致脆性。上述所說的這些現象屬于高鉻耐磨鑄鐵精細組織范疇，以往在生產中難以覺察或者被忽 略。上述成分分布與精細組織結構的關系，導致材料脆性增加、強度降低，浪費了寶貴的材 料性能潛力。高鉻奧氏體耐磨鑄鐵具有較髙韌性這一特點，是因為其具有奧氏體組織來保證的。然而, 在實際生產中，由于上述種種原因，高鉻奧氏體耐磨鑄鐵的精細組織中很難避免地生成一些 脆性組織(馬氏體)及其組織應力。由于這種精細組織在以往生產中難以覺察或被忽略，所 以，沒有施以相應的工藝加以處理，導致材料潛在能力無法發揮，浪費了寶貴的材料力學性 能潛力。 發明內容本發明為克服上述現有技術的不足，提供一種能夠釋放掉組織應力，提高材料的韌性及 強度的高鉻奧氏體耐磨鑄鐵強韌化工藝，本發明的目的是采用下述技術方案實現的 一種高鉻奧氏體耐磨鑄鐵強韌化工藝，包括 選材、熔煉、鑄造和清理表面，在鑄造步驟之后，采用回火步驟，回火溫度為2(KH"450攝氏 度、保溫1"~3小時。本發明中選材、熔煉、鑄造和清理表面均為常規步驟，不再詳述，傳統高絡奧氏體耐磨 鑄鐵在鑄造之后，奧氏體與碳化物界面處奧氏體一側很窄范圍內碳、鉻含量的急劇降低，使 馬氏體轉變點大副升高，導致這一區域內的奧氏體在冷卻過程中轉變成馬氏體這一現象，因 為馬氏體硬度高、脆性大；同時，奧氏體向馬氏體的轉變產生了組織應力，因此，材料的脆 性增加，大大降低了材料的使用壽命。本發明采用200"^50攝氏度、保溫1一3小時的回火 工藝，可使馬氏體變成回火馬氏體，同時可釋放掉組織應力，實驗證明，材料的韌性及強度 可以提高30%,深度挖掘了材料的性能潛力，用很低的成本獲取了很高的材料性能。
具體實施方式
實施例1:包括選材、熔煉、鑄造和清理表面常規步驟，其中，在鑄造步驟之后，采用 溫度為20O攝氏度、保溫l小時的回火步驟。實施例2:與實施例l不同的是，在鑄造步驟之后，采用溫度為300攝氏度、保溫2小 時的回火步驟。實施例3:與實施例l不同的是，在鑄造步驟之后，采用溫度為400攝氏度、保溫2.5小 時的回火步驟。實施例4:與實施例l不同的是，在鑄造步驟之后，采用溫度為450攝氏度、保溫3小 時的回火步驟。實施例5:與實施例1不同的是，在鑄造步驟之后，采用溫度為450攝氏度、保溫1小 時的回火步驟。實施例6:與實施例1不同的是，在鑄造步驟之后，采用溫度為200攝氏度、保溫3小 時的回火步驟。實施例7:與實施例1不同的是，在鑄造步驟之后，采用溫度為350攝氏度、保溫1.5小 時的回火步驟。
權利要求
1. 一種高鉻奧氏體耐磨鑄鐵強韌化工藝，包括選材、熔煉、鑄造和清理表面步驟，其特征在于在鑄造步驟之后，采用回火步驟，回火溫度為200-450攝氏度、保溫1-3小時。
全文摘要
本發明涉及一種高鉻奧氏體耐磨鑄鐵強韌化工藝，包括選材、熔煉、鑄造和清理表面，在鑄造步驟之后，采用回火工藝，回火溫度為200-450攝氏度、保溫1-3小時。在鑄造過程中，由于奧氏體中成分的微觀偏析以及奧氏體與碳化物界面處奧氏體一側的碳、鉻含量急劇降低，在碳、鉻含量較低區域發生了奧氏體向馬氏體的轉變，使得脆性增加。為了消除這一脆性，采用200——450攝氏度、保溫1——3小時的回火工藝，可使馬氏體變成回火馬氏體，同時可釋放掉組織應力，提高材料的韌性及強度可達30％，充分挖掘了材料的性能潛力，用很低的成本獲取了很高的材料性能。
文檔編號C21D1/00GK101250611SQ20081001502
公開日2008年8月27日 申請日期2008年4月1日 優先權日2008年4月1日
發明者萬桂怡, 崔冠男, 崔建軍, 王小奕 申請人:山東大學