半固態耐磨鋼板的冷卻速率對組織的影響

當冷卻速率大于26.4℃/s時,半固態耐磨鋼板中的初生α(Al)全部由細小的枝晶和薔薇晶組成;當冷卻速率為14.0~20.6℃/s時,初生α(Al)主要由球形、近球形晶粒和一些細小的薔薇晶組成;當冷卻速率為5.0~14.0℃/s時,初生α(Al)主要由球形和近球形晶粒組成。適宜的冷卻速率為5.0~15.0℃/s。冷卻速率越快,晶粒平均直徑越細小,但形狀因子越低。

冷卻速率為9℃/s和0.15℃/s耐磨鋼板試樣的微觀硬度都得到進一步提高,冷卻速率為167℃/s時,共晶Si在完全球化后進而長大粗化,試樣的微觀硬度反而降低.可見,當冷卻速率較高時,細小的共晶Si僅需要相對較短的固溶時間就可以球化,達到最佳的力學性能.因此,通過控制冷卻速率,可以細化耐磨鋼板晶粒,提高性能,還能縮短T4熱處理的時間,節約生產成本.

研究了不同冷卻速率對耐磨鋼板凝固組織和微觀硬度的影響,以及T4熱處理后,其顯微組織和微觀硬度的進一步演化.結果表明:提高冷卻速率,凝固組織α?Al的二次枝晶臂間距(SDAS)和共晶Si的尺寸顯著減小,微觀硬度顯著提高;8h的T4熱處理后,相同冷卻速率下的SDAS幾乎沒有變化,而較高冷卻速率下的共晶Si更容易球化.

利用自制電磁攪拌裝置在低過熱度澆注工藝下制備了半固態耐磨鋼板合金漿料,研究了電磁攪拌過程對半固態耐磨鋼板合金初生相的影響。結果表明,利用自制的電磁攪拌裝置能夠制備滿足流變成型需要的半固態耐磨鋼板合金漿料;通過試驗研究,獲得了合適的制備工藝參數,并且節省能耗。

選用Pb80Sn20釬料,對體積分數20%的SiCP/A356復合材料耐磨鋼板進行真空釬焊,分析了表面鍍鎳和不鍍鎳對其真空釬焊性的影響,并通過金相顯微、能譜分析等手段研究了保溫時間對其釬焊接頭組織的影響。研究結果表明:體積分數20%的SiCP/A356復合材料耐磨鋼板表面不鍍鎳進行釬焊時,焊接性很差,鍍鎳后焊接性顯著提高;對比6、8和10 min保溫時間下釬焊接頭硬度,8 min保溫時間最好。

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