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    提高高鉻雙相鋼耐磨性能的方法有哪些
    發布者: 發布時間:2020/10/17 閱讀:718

     浙江宏盛特鋼有限公司提高高鉻雙相鋼耐磨性能的主要方法是析出強化,重點是獲得需要的析出相組織,對于析出相組織的控制主要有兩種方式:

     

     1. 通過合適的熱處理工藝析出硬的耐磨相。雙相不銹鋼中合金元素含量高,沉淀反應復雜。從熱力學角度來看,這將導致形成多相。如圖所示,在600℃~1000℃的較高溫度范圍內會形成M7C3碳化物、Cr2N氮化物及相等;在300℃~600℃的溫度范圍內,會形成、α'(475℃脆性)等。通過改變熱處理工藝,可以在雙相鋼中沉淀出硬質相來提高其耐磨性。沉淀硬化型材料GX3CrNiMoCu24-6便是典型的例子,其顯微組織中奧氏體與金屬間相各占約50%,是由低碳雙相鋼GX3CrNiMoCu24-6在600℃~950℃的溫度范圍內進行特殊的熱處理形成的,其耐磨性能得到了顯著改善,但耐腐蝕性能大大降低。在腐蝕的過程中,金屬間相易為強陰極相,且與其周圍基體有較大的電位差,會加速周圍基體的溶解,導致硬質碳化物在外界的剪切力作用下產生松動并脫落,從而加速材料的磨損。

     

     2. 在當前技術下,進一步提高雙相鋼耐磨性的方法是通過合金化技術形成硬質相,如碳化物、氮化物、氧化物和硼化物。其中,氮化物、氧化物和硼化物主要用于表面硬化,碳化物特別適合于基體硬化。因此,通常向雙相鋼中加入鉻、釩、鈮等碳化物形成元素。合金的化學成分與顯微組織決定其性能,從服役環境考慮,要想材料具有優良的耐磨和耐蝕性能,主要從這兩個方面著手;w組織應設計成為鐵素體-奧氏體雙相,保證材料具有良好的耐蝕性。另外,要提高碳含量來形成充足的碳化物,從而降低材料的磨損。鉻元素具有優良的耐蝕性,一方面能提高鐵的電極電位,減輕電化學腐蝕作用;另一方面,能在鋼的晶粒表面形成一層致密的鈍化膜,將鋼與腐蝕介質隔離開,使電化學反應不能進行,從而使鋼具有很高的耐蝕性。鉻也是強碳化物形成元素,故設計化學成分時,應適當提高鉻含量,避免基體貧鉻。綜合上述因素,宏盛特鋼通過鉻、鉬、銅多元合金化和提高碳含量的途徑,研制出了一種新型耐磨蝕鑄造高鉻鋼,化學成分設計如表所示,這種高鉻鋼經過850℃×4小時的空冷處理后,具有三相結構特征,即在α+γ的雙相基體上分布著少量Cr23C6型碳化物。因此,在含磨粒的強酸介質中,具有比高合金化的ZS28合金更優良的耐磨蝕性能,但其耐蝕性卻不及ZS28合金。

     

     除上述的析出強化提高雙相鋼的耐磨性外,細晶強化與形變硬化也是可以采用的手段,但這兩種方法的使用較少,且往往不會單獨使用。浙江宏盛特鋼有限公司在CD-4MCu雙相不銹鋼的基礎上,加入微量元素釩、鈮,并略微增加碳、氮元素含量。微量元素釩、鈮的加入可以減小合金的晶粒尺寸,起到細晶強化的作用。而略微增加的碳、氮元素會形成彌散相,并在α/γ相界處析出,在磨損過程中有效地阻擋犁削。此外,1050℃×2小時的固溶處理和氮含量使基體中α相與γ相各約占50%,同時,鉻、鉬、銅、鎳按鉻、鎳當量在α相與γ相中分配。既保證了耐蝕性能,又使低鎳的亞穩γ相有較高的形變強化能力,在使用過程中產生強化,表層硬度提高,有效地抵抗外界的磨損。這種新型耐磨抗蝕材料在含腐蝕介質的料漿中表現出了較好的抗磨蝕性能。

     

     
     

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