Effekt av åldrande vid 750 grader på mikrostruktur och mekaniska egenskaper hos en ny typ av kisel tvåfas slitstark platta
Sedan den första upptäckten av tvåfasstruktur 1927 har tvåfas slitstarka plattor utvecklats snabbt. Strukturen hos den tvåfasiga slitstarka plattan är sammansatt av två faser av ferrit och austenit. Den har fördelarna med en slitstark ferritplåt och austenit-nötningsbeständig plåt och har utmärkta mekaniska och slitstarka egenskaper. Slitstarka plattor används ofta inom gruvdrift, cement, teknik, energi och andra områden.
För närvarande designar en ny typ Si bipolära plattmaterial slitstarka 00 cr20ni6si3 Cr20 avdelning. 5 cu1. 5 mo1. 3 n0. 2 (massfraktion, %). Rent järn, rent krom, rent nickel, ferrokisel, ren koppar och ferromolybdenlegeringar smältes och gjuts till göt av ZG-25 vakuummedelfrekvent induktionsugn under skydd av argon. Den uppmätta kemiska sammansättningen av legeringen (massfraktion, %): C0,032, N0,124, Cr19,9, Ni5,89, Si3,44, Mo1,26, Fe-marginal.
Efter skalning och varmsmidning togs prov från götet längs varmsmidningsriktningen. Efter fast lösning vid 1050 grader i 30 minuter, åldrades provet vid 750 grader i 0,5, 1,5, 3, 6, 10 timmar och 15 timmar, och vatten släcktes sedan. Provet maldes och polerades, rengjordes sedan och torkades med alkohol och aceton, och etsades elektrolytiskt i 10 % KOH-lösning i cirka 30 sekunder. Mikrostrukturen av provet observerades med metallografiskt mikroskop (OM) och svepelektronmikroskop (SEM). Egenskaperna för utfälld fas efter åldringsbehandling observerades med JEM2010F transmissionselektronmikroskopi (TEM). Enligt den nationella standarden GB/T229-2007 bearbetades materialet efter lösning och åldringsbehandling till ett 10 mm×10 mm×55 mmV skårat slagprov längs smidestillståndets riktning. Slagtestet utfördes med AHC-3000/2-AT slagtestmaskin vid rumstemperatur. Den maximala stötenergin var 300 J, tre effektiva prover testades för varje testtillstånd, och medelvärdet för stötabsorptionsenergin togs. Anslagsfrakturmorfologin observerades med svepelektronmikroskop. Hårdheten hos provet efter lösning och åldringsbehandling mättes med Brinell hårdhetstestare. Resultaten visar att:
(1) Åldringsbehandlingen minskar avsevärt slagprestandan vid rumstemperatur, och slagenergin som absorberas vid rumstemperatur sjunker kraftigt från cirka 150 J av det fasta lösningsprovet till mindre än 20 J av det åldrande provet. Brinell-hårdheten för det fasta lösningsprovet är cirka 252HB, och Brinell-hårdheten ökar något till cirka 271HB efter åldring i 1,5 timmar. Brinell-hårdheten för proverna med åldringstid längre än 1,5h har liten förändring, och alla är mellan 240 och 247HB.
(2) Med ökningen av åldringstiden ökar den genomsnittliga storleken på den stavformade ε-Cu-fasen något, och Cu-innehållet i ε-Cu-fasen ökar. Efter en kort åldringstid kan utfällningen av nanometer ε-Cu-fas i austenit och utfällningen av finare granulär Cr23C6-karbid vid gränsen för ferritisk/austenitfas förbättra Brinell-hårdheten hos Cr20 tvåfas slitstark platta. Mängden Si3N4-fas som fälls ut ökar med åldringstiden, och utfällningen av Si3N4-fasen i ferritfasen och ferrit/austenitfasgränsen minskar avsevärt slagprestandan hos Cr20 bifas slitstark platta vid rumstemperatur.
