鑄鋼一般都經熱處理后才能使用，對普通結構用途的鑄鋼，一般采用退火、正火處理，對高強度鋼及耐磨鑄鋼，通常采用淬火后低溫回火，近年來耐磨鑄鋼研究較多，故稀土對中碳低合金耐磨鋼淬火后(hou)低溫回火狀態(tai)的(de)(de)組織控制和(he)性能影響(xiang)研(yan)究的(de)(de)較為(wei)充分。研(yan)究鋼種仍主要以ZG31 Mn2Si和(he)ZG3OCrMn2Si為(wei)主。
5.3.1稀土復合變質劑對中碳低合金耐磨鋼組織的影響
I，稀(xi)土(tu)復合變質劑(ji)對中(zhong)碳(tan)低合金鋼(gang)(gang)退火(huo)、正(zheng)火(huo)態(tai)(tai)的組(zu)織控(kong)制 稀(xi)土(tu)對退火(huo)態(tai)(tai)、正(zheng)火(huo)態(tai)(tai)31 Mn2Si鋼(gang)(gang)及30CrMn2Si鑄鋼(gang)(gang)組(zu)織的影(ying)響十分(fen)雷同。稀(xi)土(tu)加(jia)(jia)人均能細化晶粒，增(zeng)加(jia)(jia)珠(zhu)光(guang)體(ti)晶團(tuan)的分(fen)散度，表現在(zai)珠(zhu)光(guang)體(ti)晶團(tuan)中(zhong)，層(ceng)片間距離縮小(xiao)，滲碳(tan)體(ti)、鐵素體(ti)層(ceng)片厚薄趨于均勻，滲碳(tan)體(ti)層(ceng)片發育齊整(zheng)，生長過程(cheng)中(zhong)偏轉不大。同樣，在(zai)退火(huo)態(tai)(tai)鐵素體(ti)及正(zheng)火(huo)態(tai)(tai)珠(zhu)光(guang)體(ti)晶團(tuan)中(zhong)鐵索體(ti)亞結構上，稀(xi)土(tu)均使位(wei)錯密度增(zeng)加(jia)(jia)，導(dao)致顯微硬度增(zeng)加(jia)(jia)。
通過定量金相測定，在退火態中，稀土加入能使鐵素體量稍有增加，這仍可能是RE加入增加C, Mn等元素在基體中固溶度所致，增加固溶碳，減少化合碳，必然增加鐵素體，減少珠光體見。
由(you)于稀土加人細化了珠光體晶(jing)團，又使(shi)組(zu)織中鐵(tie)素體量的(de)增加，使(shi)組(zu)織控制向著(zhu)我(wo)們所孺(ru)要(yao)的(de)方(fang)向前進，必然(ran)使(shi)得力學性(xing)能有所增加。由(you)表5一16可知，正火(huo)態MnSi鋼，隨著(zhu)RE的(de)加人，使(shi)鋼的(de)強度(du)、硬(ying)度(du)稍有增加，而(er)塑性(xing)、韌(ren)性(xing)得到明顯改善，這就是組(zu)織控制的(de)結果(guo)。
2.稀土復合變質劑對淬火一低溫回火態組織的控制
近(jin)年來(lai)，世界上對耐(nai)磨鑄鋼研(yan)究較多。在(zai)過去100年中(zhong)(zhong)，耐(nai)磨鋼以高錳鋼 (ZGMn13)為主。材料科(ke)學工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)者發現，ZGMn13只有在(zai)強烈(lie)的(de)(de)(de)沖擊(ji)載(zai)荷和擠(ji)壓應(ying)(ying)力(li)(li)下，產生充(chong)分(fen)的(de)(de)(de)加工(gong)(gong)硬化，才能充(chong)分(fen)發揮其抗磨損的(de)(de)(de)優(you)點，即要在(zai)高應(ying)(ying)力(li)(li)下工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)。從眾(zhong)多工(gong)(gong)況領域分(fen)析研(yan)究表(biao)明，在(zai)高應(ying)(ying)力(li)(li)下工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)的(de)(de)(de)耐(nai)磨件不足10%, 大部(bu)分(fen)耐(nai)磨件只在(zai)中(zhong)(zhong)低應(ying)(ying)力(li)(li)狀態下服役。如(ru)選用(yong)ZGMn 13，由于(yu)不能充(chong)分(fen)加工(gong)(gong)硬化，誘發馬氏(shi)(shi)體(ti)相變(bian)，耐(nai)磨性顯得不足，再加上ZGMni3固有的(de)(de)(de)缺點，如(ru)熱膨脹系數(shu)大，無磁性(或弱(ruo)磁性)，強度低等，使(shi)用(yong)過程中(zhong)(zhong)易(yi)流變(bian)及變(bian)形(xing)，故 ZGMnI3已被排除在(zai)主體(ti)耐(nai)磨鋼之外(wai)，國內外(wai)都正在(zai)用(yong)一(yi)種新(xin)的(de)(de)(de)耐(nai)磨鋼種—中(zhong)(zhong)碳(tan)馬氏(shi)(shi)體(ti)鋼來(lai)替代ZGMn130
國外最具(ju)代表性(xing)(xing)(xing)的(de)是美國ESCO公(gong)司生(sheng)產的(de)ESCO一(yi)(yi)(yi)(yi)12系列(lie)耐(nai)(nai)磨(mo)鋼種，它屬(shu)于中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)碳馬(ma)(ma)氏體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)鋼(或多組元(yuan)(yuan)馬(ma)(ma)氏體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)鋼)范(fan)疇，為(wei)(wei)(wei)保證(zheng)馬(ma)(ma)氏體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)鋼中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)馬(ma)(ma)氏體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)韌(ren)性(xing)(xing)(xing)， ESC()一(yi)(yi)(yi)(yi)12系列(lie)鋼以Cr一(yi)(yi)(yi)(yi)Ni一(yi)(yi)(yi)(yi)Mo為(wei)(wei)(wei)主體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)合金元(yuan)(yuan)素。Ni, Mo昂貴(gui)，但(dan)Ni鋼最大優(you)點，可(ke)獲得(de)板條(tiao)馬(ma)(ma)氏體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(亞(ya)結構為(wei)(wei)(wei)錯位)基體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)，其為(wei)(wei)(wei)韌(ren)性(xing)(xing)(xing)馬(ma)(ma)氏體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)，可(ke)保證(zheng)耐(nai)(nai)磨(mo)鋼的(de)韌(ren)性(xing)(xing)(xing)儲備。若采用Cr一(yi)(yi)(yi)(yi)Mn - Si為(wei)(wei)(wei)主體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)合金元(yuan)(yuan)素生(sheng)產中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)碳馬(ma)(ma)氏體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)鋼，其組織中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)會(hui)出現大量片(pian)(pian)狀(zhuang)馬(ma)(ma)氏體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(亞(ya)結構為(wei)(wei)(wei)孿(luan)晶)，片(pian)(pian)狀(zhuang)馬(ma)(ma)氏體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)是脆性(xing)(xing)(xing)馬(ma)(ma)氏體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)，缺乏(fa)足夠的(de)韌(ren)性(xing)(xing)(xing)儲備，使用過程中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)的(de)先期斷裂就無高耐(nai)(nai)磨(mo)性(xing)(xing)(xing)可(ke)談，故(gu)要對以Cr一(yi)(yi)(yi)(yi)Mn一(yi)(yi)(yi)(yi) Si為(wei)(wei)(wei)主體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)合金元(yuan)(yuan)素的(de)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)碳馬(ma)(ma)氏體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)鋼實(shi)行組織控制，以求得(de)和Cr一(yi)(yi)(yi)(yi)Ni一(yi)(yi)(yi)(yi)Mo鋼相同的(de)組織效果，獲得(de)優(you)異的(de)性(xing)(xing)(xing)能(neng)。
分析美國(guo)ESCC)一(yi)12系列耐磨鋼(gang)的組(zu)織(zhi)，是在板條(tiao)馬氏(shi)體(ti)(ti)基體(ti)(ti)上(shang)分布(bu)著(zhu)少(shao)量(liang)殘留奧氏(shi)體(ti)(ti)薄膜，保(bao)證(zheng)鋼(gang)的強韌性。板條(tiao)馬氏(shi)體(ti)(ti)基體(ti)(ti)上(shang)分布(bu)著(zhu)少(shao)量(liang)殘留奧氏(shi)體(ti)(ti)薄膜的微觀組(zu)織(zhi)，就成為我國(guo)自行研制中碳馬氏(shi)體(ti)(ti)鋼(gang)組(zu)織(zhi)控制的方向。
試(shi)驗鋼成分(質量分數):00.27%一(yi)0.37%; Si0.72%一(yi)0.86%; Mn l.34%一(yi)I .5%;Cr0一(yi)0.8%;
變質(zhi)(zhi)(zhi)劑選用:①Ce基輕稀(xi)土(tu)單一(yi)(yi)變質(zhi)(zhi)(zhi);OY基重稀(xi)土(tu)單一(yi)(yi)變質(zhi)(zhi)(zhi);OB元素(su)單一(yi)(yi)變質(zhi)(zhi)(zhi);④Ce基輕稀(xi)土(tu)一(yi)(yi)B復(fu)合變質(zhi)(zhi)(zhi);SRE一(yi)(yi)Ti復(fu)合變質(zhi)(zhi)(zhi);⑥RE一(yi)(yi)B一(yi)(yi)Ti復(fu)合變質(zhi)(zhi)(zhi)。
(1)變質劑對中碳低合金鋼奧(ao)氏體晶粒尺寸的影響
1)對ZG31 Mn2Si奧氏體晶粒尺寸的影響變質處理對Si - Mn鋼奧氏體晶粒尺寸影響的檢驗結果見表5一17。由表5一17可以看出.稀土及稀土欽變質處理并夫使奧氏體晶粒細化.稀土硼變質處理使奧氏體晶粒稍有細化。
2)對ZG3OCrMn2Si本(ben)(ben)質(zhi)(zhi)晶粒度(du)的影響ZG3OCrMn2Si變(bian)質(zhi)(zhi)前后(hou)的本(ben)(ben)質(zhi)(zhi)晶粒度(du)，是按照標準(zhun)制作。從(cong)測定結果(guo)可知，30CrMn2Si鑄(zhu)鋼(gang)經稀土一(yi)翻復合變(bian)質(zhi)(zhi)處(chu)(chu)理后(hou)，其(qi)本(ben)(ben)質(zhi)(zhi)晶粒度(du)明顯細化，經統計(ji)評(ping)級(ji)，比變(bian)質(zhi)(zhi)處(chu)(chu)理前提高一(yi)個等級(ji)。