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      摘要: 使用熱等靜壓處理制備了鍛壓機(jī)床用新型Fe-Cr-Mo-Ni-C-Y 鐵基耐磨合金袁并進(jìn)行了物相組成堯顯微組織堯耐磨損性能和耐腐蝕性能的測試與分析遙結(jié)果表明袁該合金由占大部分的馬氏體和少量的(Cr2.5Fe4.3Mo1)C3相堯(Cr袁F(xiàn)e)7C3相堯Cr7C3相和Mo2C 相組成袁具有較佳的耐磨損性能和耐腐蝕性能曰摩擦系數(shù)在摩擦磨損約1.5 min 后基本穩(wěn)定在0.23袁磨損試驗(yàn)后表面僅有少量淺而細(xì)的磨痕曰合金經(jīng)過240 h中性鹽霧腐蝕后的質(zhì)量損失率為2.16%.

      耐磨合金是鍛壓機(jī)床的一種重要材料袁耐磨合金的性能關(guān)系著鍛壓機(jī)床的使用性能和長期可靠性能遙耐磨合金的研究一直是金屬材料的一個(gè)研究熱點(diǎn)袁如何提高耐磨合金的綜合性能成為材料工程師的一個(gè)重要研究方向遙合金的成分設(shè)計(jì)堯制備方法以及后續(xù)熱處理工藝等各個(gè)方面袁都會(huì)對合金的性能產(chǎn)生影響遙為了進(jìn)一步提高鍛壓機(jī)床用耐磨合金的性能袁本試驗(yàn)設(shè)計(jì)了一種新型的鐵基耐磨合金袁并在鐵模澆注后進(jìn)行了熱等靜壓處理袁并對合金的物相組成堯顯微組織堯耐磨損性能和抗高溫氧化性能進(jìn)行了測試與分析。
 
 
      1 、試驗(yàn)材料與方法
 
 
     1.1 試樣材料
 
     本試驗(yàn)選用工業(yè)級(jí)的原材料Fe堯Cr堯Mo堯Ni堯C以及Fe-10Y中間合金袁先在ZG-25AZ型真空中頻感應(yīng)熔煉爐中進(jìn)行熔煉袁熔煉工藝參數(shù)為1280℃伊20min袁靜置15min袁再用鐵模進(jìn)行澆鑄袁澆鑄后的合金試樣進(jìn)行熱等靜壓處理袁熱等靜壓的壓力為760MPa堯熱等靜壓溫度為1050℃堯熱等靜壓時(shí)間為2h遙鍛壓機(jī)床用新型鐵基耐磨合金的主要制備過程袁如圖1所示遙制備出的鍛壓機(jī)床用新型鐵基耐磨合金袁采用EDX1800C 型X 射線熒光光譜儀進(jìn)行化學(xué)成分測試袁結(jié)果如表1 所示。

     
     圖1 試樣的主要制備過程

      1.2 試驗(yàn)方法

  
     物相組成院試驗(yàn)制備的鍛壓機(jī)床用新型鐵基耐磨合金的物相組成袁通過D8ADVANCE 型X 射線衍射儀進(jìn)行測試與分析。
 

     表1 試樣的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)袁%)
    

     顯微組織院本試驗(yàn)制備的鍛壓機(jī)床用新型鐵基耐磨合金的顯微組織袁通過JSM6510 型掃描電子顯微鏡和XJL-03 型金相顯微鏡進(jìn)行觀察與分析遙耐磨損性能院本試驗(yàn)制備的鍛壓機(jī)床用新型鐵基耐磨合金的耐磨損性能袁通過VXMMH-20 型摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行測試與分析遙試驗(yàn)過程中選用的主要測試參數(shù)為院磨損載荷為90N袁磨輪轉(zhuǎn)速為250r/min袁摩擦磨損時(shí)間為10min袁相對滑動(dòng)速度為90mm/min堯試驗(yàn)溫度為室溫遙試驗(yàn)時(shí)自動(dòng)記錄鍛壓機(jī)床用新型鐵基耐磨合的摩擦系數(shù)動(dòng)態(tài)曲線袁并用JSM6510 型掃描電子顯微鏡對磨損試樣表面進(jìn)行觀察和拍照。

      耐腐蝕性能院本試驗(yàn)制備的鍛壓機(jī)床用新型鐵基耐磨合金的耐腐蝕性能袁在FQY050 型鹽霧腐蝕試驗(yàn)箱中進(jìn)行測試袁試驗(yàn)過程參考中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T10125-1997堯試驗(yàn)溶液為(50依5) g/L的氯化鈉水溶液堯溶液pH值為6.85依0.35堯試驗(yàn)溫度為(35依2)℃袁試驗(yàn)時(shí)間240h遙試驗(yàn)前袁在(100依5)℃烘箱中將試樣烘干至恒重并準(zhǔn)確稱量曰然后進(jìn)行中性鹽霧腐蝕試驗(yàn)遙每24h 取出試樣袁稱量記錄試樣的質(zhì)量損失遙試驗(yàn)完成后袁用JSM6510 型掃描電子顯微鏡對腐蝕試樣表面進(jìn)行觀察和拍照。

       2 、試驗(yàn)結(jié)果及討論

      2.1 物相分析結(jié)果及討論
 

     
      
  
  
      2.2 顯微組織分析及討論

      試驗(yàn)制備的鍛壓機(jī)床用新型鐵基耐磨合金的

      圖2 試樣的XRD 圖譜
  
  
      
      圖3 試樣的顯微組織SEM照片

     圖4是鍛壓機(jī)床用新型鐵基耐磨合金在熱等靜壓處理前后的光面金相照片遙從圖可以看出袁與熱等靜壓處理之前相比袁熱等靜壓處理后的鍛壓機(jī)床用新型鐵基耐磨合金中的氣孔或顯微疏松等鑄造缺陷顯著減少袁熱等靜壓處理有效消除了鍛壓機(jī)床用新型鐵基耐磨合金中的鑄造缺陷袁提高了合金的致密度。

     
     圖4 試樣熱等靜壓前后的金相照片
 

     2.3 耐磨損性能測試結(jié)果及討論
 
 
     本試驗(yàn)制備的鍛壓機(jī)床用新型鐵基耐磨合金在摩擦磨損試驗(yàn)過程中袁其摩擦系數(shù)動(dòng)態(tài)曲線如圖5所示遙從圖5可以看出袁本試驗(yàn)制備的鍛壓機(jī)床用新型鐵基耐磨合金在摩擦磨損約1.5min后袁其摩擦系數(shù)趨于穩(wěn)定袁期間雖偶有波動(dòng)袁但基本穩(wěn)定在0.23遙由此可以看出袁本試驗(yàn)制備的鍛壓機(jī)床用新型鐵基耐磨合金具有較好的摩擦系數(shù)。

      圖5 試樣的摩擦系數(shù)動(dòng)態(tài)曲線

      本試驗(yàn)制備的鍛壓機(jī)床用新型鐵基耐磨合金袁經(jīng)過10min 室溫摩擦磨損后袁試樣磨損表面的SEM照片如圖6 所示遙從圖可以看出袁試樣經(jīng)過室溫摩擦磨損后袁表面僅有少量淺而細(xì)的磨痕袁未見明顯的脫落或坑洼袁說明該鍛壓機(jī)床用新型鐵基耐磨合金具有優(yōu)異的耐磨損性能。

      
     圖6 磨損試驗(yàn)后試樣表面形貌的SEM 照片

    2.4 耐腐蝕性能測試結(jié)果及討論
 
 
    本試驗(yàn)制備的鍛壓機(jī)床用新型鐵基耐磨合金袁在240h中性鹽霧腐蝕試驗(yàn)過程中的質(zhì)量損失率要時(shí)間曲線如圖7 所示遙從圖可以看出袁本試驗(yàn)制備的鍛壓機(jī)床用新型鐵基耐磨合金在中性鹽霧腐蝕72h后袁其質(zhì)量損失率趨于穩(wěn)定袁經(jīng)過240h中性鹽霧腐蝕后袁其質(zhì)量損失率僅為2.16%遙由此可以看出袁本試驗(yàn)制備的鍛壓機(jī)床用新型鐵基耐磨合金具有較好的耐腐蝕性能遙這主要是因?yàn)楹辖鹪豗的添加以及熱等靜壓處理的應(yīng)用袁有效提高了合金的致密度袁增加了合金抵抗腐蝕液侵蝕的能力。

     圖7 試樣中性鹽霧腐蝕過程中的質(zhì)量損失率要時(shí)間曲線

      3 、結(jié)論
 
 
     (1) 以工業(yè)級(jí)的原材料Fe堯Cr堯Mo堯Ni堯C 以及Fe-10Y中間合金袁鐵模澆鑄后進(jìn)行熱等靜壓處理袁可以制備出耐磨損性能和耐腐蝕性能優(yōu)異的鍛壓機(jī)床用新型Fe-Cr-Mo-Ni-C-Y鐵基耐磨合金。
 
     (2) 鍛壓機(jī)床用新型Fe-Cr-Mo-Ni-C-Y鐵基耐磨合金由占大部分的馬氏體和少量的(Cr2.5Fe4.3Mo1)C3相堯(Cr袁F(xiàn)e)7C3相堯Cr7C3相和Mo2C相組成。
 
     (3) 鍛壓機(jī)床用新型鐵基耐磨合金在摩擦磨損約1.5min 后袁其摩擦系數(shù)趨于穩(wěn)定袁期間雖偶有波動(dòng)袁但基本穩(wěn)定在0.23曰在中性鹽霧腐蝕72h后袁其質(zhì)量損失率趨于穩(wěn)定袁經(jīng)過240h中性鹽霧腐蝕后袁其質(zhì)量損失率僅為2.16%。