凝固速度对高铬铸铁共晶组织的影响.PDFVIP

维普资讯 第26卷 第6期 西 安 工 业 大 学 学 报 Vo1．26 No．6 。 2006年 12月 JOURNALOFXI’AN TECHNOLOGICALUNIVERSITY Dec．2006 文章编号 ： 1000—5714(2006)06—578—04 凝固速度对高铬铸铁共晶组织的影响 刘春霞 ，陈建 ，严 文 ，李 浩 ，范新会 (1．西安工业大学 材料与化工学院，西安 710032；2．西北工业大学) 摘 要： 采用液态金属冷却的定向凝 固技术，获得 了在不同凝 固速度下的高铬铸铁 (Fe一3．35 C一27．5Cr)，并研究了凝固速度对高铬铸铁共晶组织的影响规律．结果表明，3-温度梯度为 150 K／cm，凝 固速度为 1～10 m／s时，固液界面均可维持平直状，可获得 M C。型碳化物呈定向 排列的高铬铸铁，碳化物与基体结合牢固，具有原位生长复合材料的效果． 关键词 ： 定向凝 固；凝 固速度 ；共晶碳化物；共晶组织 中图号 ： TG143．7 文献标识码 ： A 高铬铸铁因其优异的抗磨性能而获得较为广 固实验．在实验过程中，先对系统抽真空，等真空度 泛的应用．但是，普通条件下凝固的高铬铸铁碳化 达 2．0×101Pa时，再充人压力为8×10Pa的氩 物呈网状，在使用过程中因碳化物剥裂而失效．为 气．然后将试样加热至 1500℃保温 0．2h．此时， 此，通过定向凝固的方法，使碳化物沿凝 固方 向定 固液界面处的温度梯度约为 150K／cm，然后分别 向生长，即将Fe—Cr_C合金制备成碳化物定向分布 以1~／m／s，2~／m／s，5~／m／s和 10t~m／s的冷却速度 的原位生长复合材料，使高硬度的碳化物垂直于磨 进行均匀抽拉，待试样拉至长度 20~30rnnl后，立 面的方 向定向排列，可 以显著提高其性能 。]．目 即淬人液态的Ga—In合金中． 前，有关定向凝固的研究所用的设备温度梯度较 表 1 试验合金的化学成分 低，比如发热法_4]，砂型放人冷铁的方法 等．关于 Tab．1 Compositionofexperimentalalloy 高铬铸铁在高温度梯度下定向凝固的研究，公开报 道的文献并不多见．高铬铸铁共晶转变后形成粗糙 元素 C Cr Si Mn P S ， 3．35 27．5 0．85 0．】6 0．05 0．02 界面的奥氏体和光滑界面的碳化物E6]，而温度梯度 对碳化物形态的影响比较大_7]．因此，采用液态金 2 实验结果与分析 属冷却的定向凝固技术在 150K／cm 的温度梯度 下，探讨了凝固速度对高铬铸铁共晶组织的影响． 2．1 合金的组织转变过程 1 实验过程 本实验所配制的合金成分点靠近 Fe—Cr—C三 元合金相图的四相平衡点 Uz(如图1中的黑色三 试验选用高品质生铁和纯铬为原始材料，在感