Влияние старения при 750 градусах на микроструктуру и механические свойства нового типа кремниевой двухфазной износостойкой пластины
С момента первого открытия двухфазной структуры в 1927 году быстро развивались двухфазные износостойкие пластины. Структура двухфазной износостойкой пластины состоит из двух фаз феррита и аустенита. Он обладает преимуществами ферритовой износостойкой пластины и аустенитной износостойкой пластины и обладает превосходными механическими и износостойкими свойствами. Износостойкие плиты широко используются в горнодобывающей, цементной, машиностроительной, энергетической и других областях.
В настоящее время разрабатывается новый тип Si биполярных пластинчатых материалов износостойкого отдела 00cr20ni6si3 Cr20. 5 у.е.1. 5 мес1. 3 н0. 2 (массовая доля, %). Чистое железо, чистый хром, чистый никель, ферросилиций, чистая медь и сплавы ферромолибдена были выплавлены и отлиты в слитки в вакуумной среднечастотной индукционной печи ZG-25 под защитой аргона. Измеренный химический состав сплава (массовая доля, %): C0,032, N0,124, Cr19,9, Ni5,89, Si3,44, Mo1,26, маржа Fe.
После лущения и горячей ковки слиток отбирали в направлении горячей ковки. После твердого растворения при 1050 градусах в течение 30 минут образец состаривали при 750 градусах в течение 0,5, 1,5, 3, 6, 10 и 15 часов, а затем закаливали водой. Образец был отшлифован и отполирован, затем очищен и высушен спиртом и ацетоном и подвергнут электролитическому травлению в 10% растворе КОН в течение около 30 с. Микроструктуру образца наблюдали с помощью металлографического микроскопа (ОМ) и сканирующего электронного микроскопа (СЭМ). Характеристики осажденной фазы после обработки старением наблюдали с помощью трансмиссионной электронной микроскопии JEM2010F (ПЭМ). В соответствии с национальным стандартом GB/T229-2007, материал после обработки раствором и старением был переработан в ударный образец с надрезом размером 10 мм × 10 мм × 55 мм в направлении состояния ковки. Испытание на удар проводилось на машине для испытания на удар AHC-3000/2-AT при комнатной температуре. Максимальная энергия удара составляла 300 Дж, для каждого условия испытаний испытывали по три эффективных образца и брали среднее значение энергии поглощения удара. Морфологию ударного излома наблюдали с помощью сканирующего электронного микроскопа. Твердость образца после обработки раствором и старением измеряли твердомером по Бринеллю. Результаты показывают, что:
(1) Обработка старением значительно снижает ударную эффективность при комнатной температуре, а энергия удара, поглощаемая при комнатной температуре, резко падает с примерно 150 Дж для образца твердого раствора до менее 20 Дж для стареющего образца. Твердость по Бринеллю образца твердого раствора составляет около 252HB, а твердость по Бринеллю немного увеличивается примерно до 271HB после старения в течение 1,5 часов. Твердость по Бринеллю образцов со временем старения более 1,5 ч изменяется незначительно и все они находятся в пределах 240–247HB.
(2) С увеличением времени старения средний размер стержнеобразной фазы ε-Cu незначительно увеличивается, а содержание Cu в фазе ε-Cu увеличивается. После короткого времени старения выделение нанометровой фазы ε-Cu в аустените и выделение более мелкозернистого карбида Cr23C6 на границе фаз феррит/аустенит могут улучшить твердость по Бринеллю двухфазной износостойкой пластины Cr20. Количество выделенной фазы Si3N4 увеличивается со временем старения, а выделение фазы Si3N4 в ферритной фазе и на границе фаз феррит/аустенит значительно снижает ударные характеристики двухфазной износостойкой пластины Cr20 при комнатной температуре.
