Fe-Mn-Cr-Cu耐腐蚀合金铸铁中选定组织的高温响应

1.介绍综合评述了目前使用的耐腐蚀合金铸铁,即(1)铁素体(高Si),(2)奥氏体(抗ni)和(3)artensitic(高铬结果表明,铁素体铁在氧化条件下最有效。[1.2]耐镍铁虽然在各种水环境中非常有用,但强度低,在工作温度>800℃时不适合使用。[12.3]高铬铁可在更高的工作温度下使用可以通过降低C含量来提高其抗冲击性能。

分析表明,目前普遍缺乏关于合金白口铸铁组织的电化学、高温和变形行为的系统信息。因此,提出了以MnCrCu为合金元素的合金开发方案,以评价是否能开发出新的有意义的抗水蚀合金。这些合金在铸态和热处理条件下进行了研究,以得出组织和性能之间的定性相互关系。腐蚀行为与实验合金的显微组织、硬度与相变行为之间的关系已经有报道。

本文重点介绍了在实验合金中,通过热处理产生的选定组织的高温响应。

2.实验程序

合金在感应炉的粘土粘结石墨坩埚中空气熔化,然后用砂子铸成直径25毫米、长250毫米的圆柱形钢锭。化学分析(1)是在真空量子计的帮助下完成的雷夫荧光分析

热处理过程在密闭的玛菲炉中进行,温度控制在±5℃以内。采用德国Selb公司的NETZSCH同步热分析仪STA 409进行了热重分析,以Keoline为基准材料。在氧化铝坩埚中,以10/min的速度在空气中加热合金粉末样品,重量接近45 mg。通过NETZSCH数据采集系统对实验数据进行分析和绘制。

3.结果与讨论

通过光学金相和x射线衍射观察到的实验合金(铸态和热处理条件下)的显微组织总结在表2和表3

热重(TG)数据汇总在表4、表5和图1-3中。从图表中可以得出以下结论:

1)随温度的升高而缓慢上升。随着温度的进一步升高,温度呈指数增长(1)

2)铸态下,增重基本不变,增重约为600 c, B2的增重率最小,B1次之。B4, B3。在>600°C温度下,TG %急剧增加,B2最为显著,其次是B4B3B1(1)

3)950℃,10h,风冷(AC)条件下热处理。体重增加几乎是不变的,直到1700°C左右。B2组最低,B3组最低。B4。和BI()

4)1050°C, 10h, AC热处理条件下,重量zain几乎恒定,可达约800°CB2对应的TG最小,其次是B3B1B4(3)

从热重数据(1)可以看出,铸态组织的热重数据有两个不同的区域:600 C(1)(2)bevond 600 C和扩展到1050 C,第一个特点是一个非常小的和或多或少的均匀增加% TG建议的有效性铸的结构600 C,一个同样重要的方面,而在温度区域合金B2优于他人的行为,在那里在第二个区域(温度>700 C),则与此趋势相反,B2%TG增幅最大,其次是B3B4。和B1。因此,注意力将集中在解释这种趋势逆转和合金的高温响应的差异。

为了理解这一点,我们在临界/转变温度的背景下重新检查了TG数据(6)。由此可见,TG1000 ~ 1050℃之间的急剧升高可能与电纳直接相关。碳化物转变(M,C形成)的能力,与B1B3相比,在B2B4中有标记。当在900-1000℃的温度范围内考虑热重(TG)的增加百分比时,可以清楚地证明这一点。代表碳化物转变的实际温度在890-935C范围内(6)

   数据显示,B2TG增幅最大,其次是B4B3B1。在BIB3之间。后者更容易形成M.C。因此BI优于所有其他合金,因为它不容易形成M,C2类型的碳化物。同理,B2在加热到1000-1050°C时,与其他合金相比,%TG进一步急剧上升。

TG数据进一步反映了奥氏体基组织在影响高温行为方面的有用性。在700-800(组织奥氏体基)温度范围内观察到的%TG值比在600-700(组织a)温度范围内观察到的低,这很清楚地说明了这一点。

对比950°C10 h1050°C10 h交流热处理对应的微观组织的TG数据,就不难看出为什么后者对应的微观组织在加热到800°C时更有效。因为这两种热处理稳定奥氏体和碳化排除转换发生在900 C,目前的数据再次积极反思austenitebased结构和支持论点的有效性,TG显著增加的主要原因是硬质合金的转换。