Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Доступ для подписчиков

Влияние термической обработки на микроструктуру и твердость валка из высокохромистого чугуна

Бо-Хань Чзан, Хао-Нань Ли, Цзе-Бин Лю, Гуй-Ин Цяо, Фу-Жэнь Сяо

Аннотация


Исследовано влияние отпуска, а также закалки с отпуском, в том числе ступенчатой, на микроструктуру и свойства центробежнолитых валков из высокохромистого чугуна HCCI (ЧХ16). Литая микроструктура чугуна представляет собой матрицу, состоящую из остаточного аустенита и мартенсита и окруженную эвтектикой. Отпуск чугуна без закалки позволяет уменьшить количество остаточного аустенита в структуре, но незначительно влияет на твердость. Закалка значительно улучшает однородность микроструктуры и повышает твердость, которая дополнительно возрастает после отпуска. Повышение температуры закалки существенно снижает температуру мартенситного превращения Ms, причем ступенчатая закалка оказывает более сильное влияние. Твердость валка после закалки от 1100 °C со ступенькой при 560 °C и отпуском при 500 °C составляет 64,4 HRC, что значительно выше твердости 58,3 HRC после отпуска при 500 °C без закалки.

Ключевые слова


валок из высокохромистого чугуна; термическая обработка; отпуск без закалки; закалка; ступенчатая закалка; стабилизация аустенита; твердость

Полный текст:

PDF

Литература


Tabrett C. P., Sare I. R., Ghomashchi M. R. Microstructure-property relationships in high chromium white iron alloys // Int. Mater. Rev. 1996. V. 41, Is. 2. P. 59 – 82.

Tabrett C. P., Sare I. R. Effect of high temperature and sub-ambient treatments on the matrix structure and abrasion resistance of a high-chromium white iron // Scripta Mater. 1998. V. 38, Is. 12. P. 1747 – 1753.

Wang J., Xiong J., Fan H. et al. Effects of high temperature and cryogenic treatment on the microstructure and abrasion resistance of a high chromium cast iron // J. Mater. Process. Tech. 2009. V. 209, Is. 7. P. 3236 – 3240.

Doğan Ö. N., Hawk J. A., Laird G. Solidification structure and abrasion resistance of high chromium white irons // Metall. Mater. Trans. A. 1997. V. 28, Is. 6. P. 1315 – 1328.

Hai L. J., Sheng L. G., Lu L. G. et al. Research and application of as-cast wear resistance high chromium cast iron // Chin. J. Mech. Eng-En. 1998. V. 2. P. 51 – 56.

Karantzalis E., Lekatou A., Mavros H. J. C. M. Microstructure and properties of high chromium cast irons: effect of heat treatments and alloying additions // Int. J. Cast. Metal. Res. 2009. V. 22, Is. 6. P. 448 – 456.

Kibble K. A., Pearce J. T. H. Influence of heat treatment on the microstructure and hardness of 19 % high-chromium cast irons // Int. J. Cast. Metal. Res. 1993. V. 6, Is. 1. P. 9 – 15.

Zum Gahr K.-H., Eldis G. T. Abrasive wear of white cast irons // Wear. 1980. V. 64, Is. 1. P. 175 – 194.

Pearce J. T. H. High chromium cast irons to resist abrasive wear // Foundryman. 2002. V. 95. P. 156 – 166.

Maratray F., Poulalion A. Austenite retention in high-chromium white irons // Transactions of the American Foundrymen’s Society. 1982. V. 90. P. 795 – 804.

Wiengmoon A., Chairuangsri T., Brown A. et al. Microstructural and crystallographical study of carbides in 30 wt.% Cr cast irons // Acta Mater. 2005. V. 53, Is. 15. P. 4143 – 4154.

Wiengmoon A., Pearce J. T. H., Chairuangsri T. Relationship between microstructure, hardness and corrosion resistance in 20 wt.% Cr, 27 wt.% Cr and 36 wt.% Cr high chromium cast irons // Mater. Chem. Phys. 2011. V. 125, Is. 3. P. 739 – 748.

Wiengmoon A., Pearce J. T. H., Nusen S., Chairuangsri T. Electron microscopy study of carbides precipitated during destabilization and tempering heat treatments of 25 wt.% Cr – 0.7 wt.% Mo high chromium cast irons // Micron. 2021. V. 143. 103025.

Tabrett C. P., Sare I. R. The effect of heat treatment on the abrasion resistance of alloy white irons // Wear. 1997. V. 203 – 204. P. 206 – 219.

Are I. R. S., Arnold B. K. The effect of heat treatment on the gouging abrasion resistance of alloy white cast irons // Metall. Mater. Trans. A. 1995. V. 26, Is. 2. P. 357 – 370.

Guitar M. A., Suárez S., Prat O. et al. High chromium cast irons: destabilized-subcritical secondary carbide precipitation and its effect on hardness and wear properties // J. Mater. Eng. Perform. 2018. V. 27, Is. 8. P. 3877 – 3885.

Wardany T. I. E., Elbestawi M. A. Prediction of tool failure rate in turning hardened steels // Int. J. Adv. Manuf. Tech. 1997. V. 13, Is. 1. P. 1 – 16.

Ren G., Zheng H., Huang J. et al. Application and study on the models of predicting wear failure in the mechanical equipment // The 4th International Testing Conference, Chinese Ordnance Society. Shanghai, 2001. P. 1130 – 1132.

Drobne M., Klančnik U., Fajfar P., Terčelj M. Role of oxidation and microstructure constituents on high chromium steel work roll surface degradation // J. Mater. Res. Technol. 2021. V. 12. P. 186 – 192.

Tanner D. M., Dugger M. T. Wear mechanisms in a reliability methodology // Proc. SPIE-Int. Soc. Opt. Eng. 2003. Is. 4980. P. 22 – 40.

Kang M. K., Zhu M. Stabilization of austenite in quenched alloy steels // Acta Metall. Sin. 2005. V. 41, Is. 007. P. 673 – 679.

Yi J. J., Yu K. J., Kim I. S., Kim S. J. Role of retained austenite on the deformation of an Fe – 0.07 C – 1.8 Mn – 1.4 Si dual-phase steel // Metall. Mater. Trans. A. 1983. V. 14, Is. 7. P. 1497 – 1504.

Korzekwa D. A., Lawson R. D., Matlock D. K., Krauss G. A consideration of models describing the strength and ductility of dual-phase steels // Scripta Metal. 1980. V. 14, Is. 9. P. 1023 – 1028.

Kondrat’ev S. Yu., Zotov O. G., Yaroslavskii G. Ya. et al. Investigation of interrelationship between damping capacity and mechanical properties as well as morphology of martensite in alloys with reversible martensite transformation // Problemy Prochnosti. 1983. V. 14B, Is. 3. P. 79 – 82.

Kondrat’ev S. Yu., Yaroslavskii G. Ya., Chaikovskii B. S., Matveev V. V. Effect of doping and hardening conditions on mechanical properties and microstructure of Br.A10 alloy // Problemy Prochnosti. 1981, Is. 7(145). P. 98 – 101.

Mohanty O. N. On the stabilization of retained austenite: mechanism and kinetics // Mater. Sci. Eng. B. 1995. V. 32, Is. 3. P. 267 – 278.




DOI: https://doi.org/10.30906/mitom.2023.8.48-57

© Издательский дом «Фолиум», 1998–2024