等溫淬火磨球在磨球基礎上進行等溫淬火,其特點是形成基體組織中有奧氏體和鐵素體,強度高、塑韌性好。含碳化物的等溫淬火磨球(CADI)屬于新型球墨鑄鐵,在ADI成分基礎上加入一定含量碳化物形成元素,得到含有石墨球、針狀鐵素體、殘余奧氏體及碳化物的組織??梢娞蓟锏臄盗?、形態、分布及殘余奧氏體相對含量將顯著影響CADI磨球的耐磨性,此外,殘余奧氏體還會影響CADI磨球的沖擊韌性及耐腐蝕性。


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與常見鋼球和鑄球的熱處理方式的不同就是,CADI磨球采用等溫淬火工藝。等溫淬火是從1930年前后研究合金鋼奧氏體轉變過程中發展起來的,之后逐漸成為一種重要的熱處理工藝,具有以下特點:經過選擇不同的奧氏體化溫度、保溫時間,能夠調節工件中奧氏體的含碳量;經過選擇不同的等溫淬火溫度、保溫時間,能夠調節奧氏體的分解程度及組織組成。等溫淬火具有轉變過程相對容易掌握的優點,可以使材料自奧氏體溫度快冷至室溫時不出現應力集中、畸變等問題,對于CADI磨球材料得到理想組織和性能至關重要。

CADI是在1992年開發的,目的是讓寧國磨球更加耐磨和耐腐蝕。緊隨其后,不斷有新的成果出現在CADI磨球的成分控制、熱處理技術和應用開發等方面。其中以鉻、鉬、錳等碳化物形成元素對CADI磨球的組織和性能的影響作用較為顯著。

碳:當碳含量增加時,有利于形成更多球狀石墨并且石墨球會更加圓整,提高鐵液的流動性,減小縮松縮孔傾向,提高組織致密性;如果碳過量,會造成石墨漂浮現象,寧國磨球性能下降。

硅:硅是磨球中非常重要的元素。硅具有減小白口傾向,增加石墨球的數量,使得石墨球更加細小、圓整。CADI組織結構中碳化物量要被限定在一定范圍內,硅元素可有效抑制碳化物析出。

鉻:鉻作為強碳化物形成元素,鉻含量過多,易形成網狀碳化物,并在晶界處聚集,鑄件韌性便會降低,但CADI磨球的硬度和耐磨性會有所提高。

錳:常規元素錳在磨球中的加入量達到1.2~3.0wt%后就成為了主要合金元素,從而明顯影響材料的組織和性能。錳可以完全溶解于鐵液和冷卻凝固后的磨球中,但幾乎不溶于石墨,因而錳主要固溶于奧氏體、滲碳體和鐵素體中。

鉬:鉬阻礙珠光體轉變,不會阻礙針狀鐵素體形成,有利于得到ADI組織。此外,鉬能夠增大熱處理工藝帶,更容易控制等溫轉變時間。同時,鉬還是碳化物形成元素,共晶凝固時正偏析程度比錳還要強烈。鉬含量過高肯定會降低強度和初性,但是鉬也能夠明顯增強材料淬透性。

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