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      摘要: 使用熱等靜壓處理制備了鍛壓機床用新型Fe-Cr-Mo-Ni-C-Y 鐵基耐磨合金袁并進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Fe)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在摩擦磨損約1.5 min 后基本穩定在0.23袁磨損試驗后表面僅有少量淺而細的磨痕曰合金經過240 h中性鹽霧腐蝕后的質量損失率為2.16%.

      耐磨合金是鍛壓機床的一種重要材料袁耐磨合金的性能關系著鍛壓機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研究熱點袁如何提高耐磨合金的綜合性能成為材料工程師的一個重要研究方向遙合金的成分設計堯制備方法以及后續熱處理工藝等各個方面袁都會對合金的性能產生影響遙為了進一步提高鍛壓機床用耐磨合金的性能袁本試驗設計了一種新型的鐵基耐磨合金袁并在鐵模澆注后進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行了測試與分析。
 
 
      1 、試驗材料與方法
 
 
     1.1 試樣材料
 
     本試驗選用工業級的原材料Fe堯Cr堯Mo堯Ni堯C以及Fe-10Y中間合金袁先在ZG-25AZ型真空中頻感應熔煉爐中進行熔煉袁熔煉工藝參數為1280℃伊20min袁靜置15min袁再用鐵模進行澆鑄袁澆鑄后的合金試樣進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℃堯熱等靜壓時間為2h遙鍛壓機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床用新型鐵基耐磨合金袁采用EDX1800C 型X 射線熒光光譜儀進行化學成分測試袁結果如表1 所示。

     
     圖1 試樣的主要制備過程

      1.2 試驗方法

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

     表1 試樣的化學成分(質量分數袁%)
    

     顯微組織院本試驗制備的鍛壓機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 型金相顯微鏡進行觀察與分析遙耐磨損性能院本試驗制備的鍛壓機床用新型鐵基耐磨合金的耐磨損性能袁通過VXMMH-20 型摩擦磨損試驗機進行測試與分析遙試驗過程中選用的主要測試參數為院磨損載荷為90N袁磨輪轉速為250r/min袁摩擦磨損時間為10min袁相對滑動速度為90mm/min堯試驗溫度為室溫遙試驗時自動記錄鍛壓機床用新型鐵基耐磨合的摩擦系數動態曲線袁并用JSM6510 型掃描電子顯微鏡對磨損試樣表面進行觀察和拍照。

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

       2 、試驗結果及討論

      2.1 物相分析結果及討論
 

     
      
  
  
      2.2 顯微組織分析及討論

      試驗制備的鍛壓機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 耐磨損性能測試結果及討論
 
 
     本試驗制備的鍛壓機床用新型鐵基耐磨合金在摩擦磨損試驗過程中袁其摩擦系數動態曲線如圖5所示遙從圖5可以看出袁本試驗制備的鍛壓機床用新型鐵基耐磨合金在摩擦磨損約1.5min后袁其摩擦系數趨于穩定袁期間雖偶有波動袁但基本穩定在0.23遙由此可以看出袁本試驗制備的鍛壓機床用新型鐵基耐磨合金具有較好的摩擦系數。

      圖5 試樣的摩擦系數動態曲線

      本試驗制備的鍛壓機床用新型鐵基耐磨合金袁經過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過室溫摩擦磨損后袁表面僅有少量淺而細的磨痕袁未見明顯的脫落或坑洼袁說明該鍛壓機床用新型鐵基耐磨合金具有優異的耐磨損性能。

      
     圖6 磨損試驗后試樣表面形貌的SEM 照片

    2.4 耐腐蝕性能測試結果及討論
 
 
    本試驗制備的鍛壓機床用新型鐵基耐磨合金袁在240h中性鹽霧腐蝕試驗過程中的質量損失率要時間曲線如圖7 所示遙從圖可以看出袁本試驗制備的鍛壓機床用新型鐵基耐磨合金在中性鹽霧腐蝕72h后袁其質量損失率趨于穩定袁經過240h中性鹽霧腐蝕后袁其質量損失率僅為2.16%遙由此可以看出袁本試驗制備的鍛壓機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為合金元素Y的添加以及熱等靜壓處理的應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量損失率要時間曲線

      3 、結論
 
 
     (1) 以工業級的原材料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異的鍛壓機床用新型Fe-Cr-Mo-Ni-C-Y鐵基耐磨合金。
 
     (2) 鍛壓機床用新型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Fe)7C3相堯Cr7C3相和Mo2C相組成。
 
     (3) 鍛壓機床用新型鐵基耐磨合金在摩擦磨損約1.5min 后袁其摩擦系數趨于穩定袁期間雖偶有波動袁但基本穩定在0.23曰在中性鹽霧腐蝕72h后袁其質量損失率趨于穩定袁經過240h中性鹽霧腐蝕后袁其質量損失率僅為2.16%。