耐磨板的合金化主要是通過在傳統(tǒng)成份的耐磨板中加入Cr、Mo、V、Ti、稀土等元素使其性能得到提高,其中Cr的運(yùn)用尤為廣泛。有關(guān)文獻(xiàn)認(rèn)為:耐磨板加工硬化過程中,會(huì)產(chǎn)生動(dòng)態(tài)應(yīng)變時(shí)效,即形成C-Mn原子對(duì),壇逃行潁垢咼談植苛業(yè)募庸び不вΓ褻r元素的加入具有擴(kuò)大耐磨板中C-Mn有序原子對(duì)的團(tuán)簇效果。本文通過對(duì)不同回火溫度的合金耐磨板及普通耐磨板的組織、結(jié)構(gòu)、電阻和耐磨性能的變化情況進(jìn)行研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn):合金耐磨板在含碳量相對(duì)較低的條件下,其耐磨性能優(yōu)于普通耐磨板。而且合金耐磨板在不同回火溫度時(shí)的不同的組織結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出了不同的耐磨性。
合金耐磨板經(jīng)水韌處理后,隨著回火溫度逐漸升高至250℃,合金耐磨板的磨損量降低,耐磨性能上升,在250℃時(shí)為最大值。當(dāng)溫度從 250℃升到350℃時(shí),其磨損量略有增加,耐磨性能有所下降,但仍優(yōu)于合金耐磨板在常規(guī)水韌處理后的耐磨性能。當(dāng)溫度繼續(xù)升高到500℃時(shí),磨損量繼續(xù)增加,耐磨性能下降,低于水韌態(tài)時(shí)的耐磨性,這進(jìn)一步證明了合金耐磨板中有序微區(qū)的存在。
對(duì)于普通耐磨板而言,隨著溫度的升高,奧氏體基體中的碳原子也發(fā)生了遷移,并與Mn形成C-Mn原子對(duì),但是由于錳、碳原子間的結(jié)合相對(duì)較弱,其短程有序微區(qū)的尺寸相對(duì)很少,250℃回火后其晶格畸變有一定程度的恢復(fù),所以在250℃回火后所表現(xiàn)出的耐磨性較之水韌態(tài)的耐磨性幾乎沒有提高。由于固溶強(qiáng)化作用的減弱,其耐磨性能反而略有下降。當(dāng)回火溫度繼續(xù)從250℃升到350℃時(shí),合金耐磨板中碳原子的活度繼續(xù)隨溫度的升高而增加,此溫度回火處理后仍無碳化物析出,但此時(shí)奧氏體的晶格畸變程度進(jìn)一步降低,固溶強(qiáng)化作用減弱,但是由于碳化物尚未析出,仍有大量微區(qū)存在,其耐磨性能相對(duì)于 250℃回火時(shí)雖有下降,但仍比水韌態(tài)的耐磨性高。對(duì)于普通耐磨板,當(dāng)溫度升高到400℃時(shí),從衍射譜線上看出某些富碳微區(qū)的碳化物開始析出,此時(shí),新析出的碳化物尚未長(zhǎng)大,彌散強(qiáng)化作用比較理想。另外一些微區(qū)仍處于碳化物析出前的亞結(jié)構(gòu)狀態(tài),因?yàn)檫@些亞結(jié)構(gòu)狀態(tài)的微區(qū)為富碳區(qū),故C-Mn有序原子對(duì)較豐富。這些彌散均勻分布的微區(qū)以及彌散分布的碳化物對(duì)位錯(cuò)的釘扎作用在一定程度上彌補(bǔ)了固溶強(qiáng)化減弱的影響,所以宏觀力學(xué)性能表現(xiàn)為耐磨性能下降不明顯。當(dāng)溫度繼續(xù)升高到500℃時(shí),合金耐磨板開始析出碳化物,此時(shí)奧氏體的基本晶格常數(shù)已基本趨于正常,而且由于合金碳化物的析出,基體含碳量明顯下降,大大影響了有序微區(qū)的形成,從而影響了加工硬化的效果,所以宏觀耐磨性能呈下降趨勢(shì)。
可以看出C-Mn有序原子對(duì)的微區(qū)團(tuán)簇對(duì)耐磨板的耐磨性能有著重要的影響。水韌處理的合金耐磨板,再經(jīng)250℃回火處理后,由于Cr對(duì)C-Mn原子對(duì)的“鉸鏈作用”,其表現(xiàn)出的耐磨性能高于含碳量較高的普通耐磨板。合金耐磨板的回火溫度升高至500℃后,由于受碳化物析出的影響,有序團(tuán)簇強(qiáng)化作用減弱,再加上固溶強(qiáng)化作用的減弱,其耐磨性能明顯下降。