Mikrostruktur och egenskaper hos slitstark stålplåt efter fastfasförkolning
Slitstarka stålplåtar har fördelarna med hög hållfasthet, hög korrosionsbeständighet och god slitstyrka, och används ofta som delar för att motstå höga belastningar, såsom turbinblad, hetoljepumpaxlar och bussningar, och pumphjulshydrauliska pressventiler. Emellertid uppstår ofta problem som otillräcklig hårdhet och kraftigt slitage under dess användning, vilket begränsar dess vidare användning. Den faktiska livslängden för delar beror huvudsakligen på dess slitstyrka, ytförstärkning är det mest direkta och effektiva sättet att förbättra prestanda, jämfört med andra förstärkningstekniker, kan uppkolningsbehandling avsevärt förbättra ythårdheten och slitstyrkan hos material, vanliga processer inkluderar jonförkolningsmetod, gasförkolningsmetod och saltbadsmetod. Men jonisk uppkolning har problemet med ojämn uppkolning, saltbadmetoden är inte mogen, gasförkolningsmetoden är mer komplicerad och det finns höga utrustningskrav, komplexa processer, höga kostnadsproblem. Den traditionella fastfasförkolningsmetoden är enkel och lämplig för uppkolning av små delar, men uppkolningshastigheten är långsam. Av denna anledning används metoden att tillsätta karbonater ofta för att förbättra uppkolningshastigheten, men det är lätt att producera ett barriärskikt på ytan, vilket har en negativ effekt på uppkolningshastigheten, och kvaliteten på uppkolningsskiktet är inte lätt att kontrollera. För detta ändamål använde forskarna en ny fastfasförkolningsmetod för uppkolning: slitstark stålplåt och grått gjutjärn lindas ihop vid en viss temperatur, den grå gjutjärnsplåten grafiten diffunderar in i den slitstarka stålplåten, och de likformigt dispergerade Cr-atomerna in situ-reaktion, ytan av det rostfria stålet för att bilda ett kompositförkolningsskikt; C-atomen är liten i storleken, kan diffunderas i matrisen med en gapmekanism, diffusionshastigheten är snabb, Cr-atomen är inte lätt att diffundera i matrisen och Cr-atomen har en stark affinitet med C-atomen, C-atomen i grått gjutjärn diffunderade snabbt till positionen för Cr-atomen i matrisen vid hög temperatur och reagerade med Cr-atomen och Fe-atomen i matrisen för att bilda karbider; Fassammansättningen, mikrostrukturen, mikrohårdheten, nötningsbeständigheten och korrosionsbeständigheten hos det uppkolade skiktet studerades med XRD, SEM, mikrohårdhetstestare, ML-100 torrstiftsskiva tvåkroppsnötningsslitagetestmaskin och elektrokemiska metoder.
Jämna till ytan på den slitstarka stålplåten och HT300 och rengör med aceton och alkohol. De två placerades i nära kontakt, HT300 packades med eldfast papper och komprimerades och fixerades i en grafitdegel. Den placerades i en 1400X rörformig ugn, skyddad av argongas med en flödeshastighet på 5 ml/min och värmdes till 1120 grader med en uppvärmningshastighet på 7 grader/min i 10 timmar och kyldes sedan till 850 grader i 1 timme med vatten. kyl.
Fasanalys utfördes på en XRD- 7000röntgendiffraktometer. Vävnaden observerades med svepelektronmikroskop JSM-6700F. Mikrohårdhetstester utförs på TUKON2100 mikrohårdhetstestare. Den klassiska metoden med tre elektroder användes för elektrokemisk testning med CS350 elektrokemisk arbetsstation. Testresultaten visar att:
(1) Vid 1120 grader i 10 timmar och 850 grader i 1 timme kan fastfasförkolning av slitstarka stålplåtar utföras genom att använda flinggrafit i grått gjutjärn för att generera kompositförkolningsskikt förstärkt med (Fe, Cr)7C3-partiklar. In-grain-karbiden fördelas i en ö och korngränskarbiden distribueras intermittent.
(2) Den högsta mikrohårdheten hos det uppkolade lagret uppträder på ytan av den slitstarka stålplåten och når 1082HV1N och minskar gradvis med ökningen av avståndet från ytan.
(3) Det uppkolade skiktets slitstyrka är cirka 5 gånger högre än det vanliga slitstarka substratet, men dess korrosionsbeständighet har minskat.
