納米陶瓷顆粒增強(qiáng)高鉻鑄鐵鑄滲層的組織和耐磨性研究.pdf

1、鑄滲工藝能夠在材料表面形成一層具有較高耐磨性的合金層，從而滿足導(dǎo)衛(wèi)板、襯板等工件局部具有足夠耐磨性的工況要求，是一種非常經(jīng)濟(jì)實(shí)用的方法。將納米陶瓷顆粒以特定方式加入到鑄滲層中，能夠進(jìn)一步提高表面合金層的耐磨性，是改良鑄件鑄滲層耐磨性的一個(gè)重要嘗試。同時(shí)納米陶瓷顆粒增強(qiáng)鋼鐵基材料的研究在國(guó)內(nèi)尚屬起步階段，在鑄滲工藝中的應(yīng)用在國(guó)內(nèi)外還未見報(bào)道，因此本課題的研究能夠?yàn)榧{米陶瓷顆粒在鋼鐵基材料的應(yīng)用提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)和理論基礎(chǔ)。
　　本研究主要

2、內(nèi)容包括：⑴采用高碳鉻鐵粉為鑄滲劑合金粉末，分別以納米陶瓷顆粒和納米變質(zhì)合金（將納米顆粒熔煉于合金中）為增強(qiáng)體材料，ZG270-500為母材，通過傳統(tǒng)的砂型鑄滲工藝在中碳鑄鋼 ZG270-500表面分別得到：納米粉末增強(qiáng)高鉻鑄鐵鑄滲層和納米變質(zhì)合金增強(qiáng)高鉻鑄鐵鑄滲層。運(yùn)用 SEM、TEM、XRD、EDS等微觀分析方法，結(jié)合硬度和耐磨性能測(cè)試結(jié)果，得出以下結(jié)論：通過普通砂型鑄滲工藝能夠制備出厚度為5mm左右的納米顆粒增強(qiáng)高鉻鑄鐵鑄滲層和約

3、80μm的過渡層。過渡層的性能介于鑄滲層和母材之間。鑄滲層主要由奧氏體、M7C3碳化物以及少量的馬氏體和珠光體組成，碳化物呈粒狀、桿狀或?qū)悠瑺?。鑄滲層組織致密，沒有氣孔和粉末熔化不完全等問題，界面結(jié)合良好。⑵納米陶瓷顆粒能夠細(xì)化鑄滲層的組織，優(yōu)化碳化物的形態(tài)和分布，提高鑄滲層的硬度和耐磨性。納米陶瓷顆粒彌散分布于奧氏體基體或者聚集于碳化物與基體界面處，對(duì)基體起到細(xì)晶強(qiáng)化和彌散強(qiáng)化作用。隨著納米陶瓷顆粒加入量的增加，鑄滲層中緊湊的網(wǎng)狀分布

4、的碳化物趨向于均勻彌散分布，當(dāng)含量達(dá)到1.5％后變化不明顯；鑄滲層的耐磨性先提高后降低。當(dāng)鑄滲劑中含1.5%的納米TiC顆粒時(shí)，鑄滲層的組織和性能優(yōu)化效果最為明顯，碳化物彌散分散，硬度和耐磨性均比高鉻鑄鐵鑄滲層提高了19%左右。與納米陶瓷顆粒相比，以納米變質(zhì)合金形式加入鑄滲劑中，能夠進(jìn)一步優(yōu)化鑄滲層的組織。⑶磨料磨損性能測(cè)試在 ML-100型磨料磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行，結(jié)果表明納米增強(qiáng)體材料為 TiC時(shí)，材料耐磨性能較好且含量為1.5%時(shí)最好