对灰口铸铁、球墨铸铁许多激光表面强化研究

2016-02-24  来自: 礼泉昕伟伟德国际顶级信誉有限公司 浏览次数:808
铸铁是一种常用的工程材料,其产量逐年递增。尤其铸态冷硬铸铁近20年来发展迅速,目前年产量已占灰铸铁1/3,每年以2%~4%速度递增。为了提高各个行业机械零件,尤其是大型零件的耐磨性和使用寿命,在工业发达国家已广泛采用铸态贝氏体球墨铸铁。我国近年来也生产了这种类型的零件;但由于生产节拍的加快,以及我国冶炼、伟德国际顶级信誉等相关技术还不够稳定,多数生产的是亚共晶白口铸铁。这种材料难以满足用户的更高要求,用常规热处理方法无法解决耐磨和脆性等问题,只能用激光表面强化加以改性。国内外对灰口铸铁、球墨铸铁已做了许多激光表面强化的研究;而对白口铸铁激光强化的研究尚未见报道。本文从大型零件上取下试块,研究经激光表面强化后的组织特征,试图解决亚共晶白口铸铁使用寿命低、脆性大的难题。实验材料和方法贝氏体球墨铸铁制造方法有4种,即等温淬火贝氏体球墨铸铁、硅锰合金化连续冷却贝氏体球墨铸铁、等温淬火硅锰合金化贝氏体球墨铸铁和铸态贝氏体球墨铸铁。最后一种成本低、工时省、生产周期短,更具有工程价值,但力学性能略低于前3种。亚共晶白口铸铁基本组织特征在铸态下获得贝氏体球铁有两种措施:合金化或改变铸铁冷却条件,后者对大型铸件难以实现。目前最现实的办法是合金化.本实验是选用中镍铬合金化。其作用有二:一是改变奥氏体转变曲线,形成宽容度大的贝氏体转变区;并使珠光体转变区明显右移,以避免珠光体的形成。二是强化基体,从而提高力学性能。镍对基体组织作用巨大,在基体组织变化的“临界点”附近含镍量的微小变化,会在珠光体和贝氏体组织之间产生明显变化。三个区的组织有所不同。表层枝晶较前两种粗大,过渡区界限明显。莱氏体和渗碳体仍呈细柱状晶生长。由于冷却速度过快,碳和合金元素在奥氏体中来不及扩散,奥氏体化极不均匀,在奥氏体晶界和晶内只能部分转变为针状马氏体,在同一个奥氏体晶群内有一半落在过渡区,由于此区冷却后的温度达不到M点以下,因此奥氏体残留在过渡区。在热影响区所有组织较前两种状态细化,但马氏体转变不如前两种充分,马氏体转变的量也相应减少。通过3种状态组织特征的研究说明,在相同功率密度或相同作用时间使材料表面熔化的条件下,激光作用在亚共晶白口铸铁的功率密度的作用不如激光作用时间贡献大。这是因为铁的熔点比钢低很热性比钢差,按照热传导理论,激光加热时光束中心的温度反比于材料的导热性。在相同激光功率密度作用下,铸铁熔体的过热度远大于钢的过热度。因此,铸铁热扩散需要一定的时间。另外研究表明白口铁可以通过激光表面强化改善其硬脆性。综合3种状态的组织特性,作者认为表面组织状态能满足大型工件高耐磨、低脆性的要求。结论1)用激光表面强化技术可以解决亚共晶白口铸铁的表面不耐磨、使用寿命短的问题。  2)在相同功率密度或相同作用时间,使材料表面熔化的条件下,激光作用在亚共晶白口铸铁的功率密度的作用,不如激光作用时间贡献大。
关键词: 汽车配件           
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