耐磨件表层热处理工艺

2024-08-13 15:43:08 来源：互联网分类：工业机械知识

对于铸造工程师和机械结构设计工程师来说，耐磨件热处理是一种非常有意义和价值的提高材料质量的方法。通过耐磨件热处理可以改变或影响铸铁的组织和性能，同时获得较高的强度和硬度，从而提高其耐磨件耐磨性等。

耐磨件目的不同的热处理有很多种，基本上可以分为两类。一类是热处理后显微组织不会改变或者不应该改变。第二种是那些改变了基本组织结构的人。一种耐磨件热处理程序主要用于消除内应力，内应力是由不同的冷却条件和铸造过程当中的条件引起的。微观结构、强度和其他力学性能等。不因热处理而发生明显变化。

对于第二类耐磨件热处理，基地组织发生了明显的变化，大概可以分为五类:

(1)耐磨件软化退火:其主要目的是分解碳化物，下降其硬度，改善可加工性。对于球形石磨铸铁，其目的是获得高生育力的铁组织；

(2)耐磨件正火处理:主要用于改善或制造完全球墨铸铁组织的铸件，以获得均匀分布的力学性能；

(3)耐磨件淬火:主要是为了获得较高的硬度或耐磨强度，同时达到非常高的表层耐磨性；

(4)耐磨件表层硬化处理:主要是获得表层硬化层和高表层耐磨性；

(5)耐磨件沉淀硬化处理:主要原因是为了获得高强度，延伸率不发生剧烈变化。

耐磨件铸铁可以看作是一种基体含硅量高、含碳量高的钢，基体内部散布着石墨和赤铁矿-碳-铁。石墨和赤铁矿-碳-铁在凝固过程当中结晶出来，这种沉淀物可称为共晶石墨或共晶碳化物。基体主要含有称为灰铸铁的石墨，基体主要含有称为白口铸铁的薛明碳铸铁。如果基体中同时含有石墨和薛明碳铸铁，一般可称为混合铸铁。

由于白口耐磨件铸铁硬度高、脆性大，所以很少使用，主要用作耐磨材料。灰铸铁的主要性能取决于共晶石墨的形状和大小，这是热处理无法改善的。事实上，它的强度和硬度都很低。热处理不会改变石墨的沉淀形态。在热处理过程当中，碳化物分解，释放出碳，形成石墨。

一般来说，耐磨件灰铸铁中的石墨主要以层状析出，可称为层状石墨铸铁。如果铁水与镁和稀土金属混合，在凝固过程当中石墨可以以球形析出。这种铸铁称为球状石墨铸铁。在相同的石墨量下，这种基地情况对材料性能有很大的影响。

耐磨件-球状石墨铸铁具有与同基钢相近的性能，因此其强度可提高到380~1000N/，弹性模量远高于灰铸铁，延伸率可提高到30%。如果镁合金的量不够，就不会形成球状石墨，堆积的石墨称为蠕虫状石墨，其特性大概介于灰铸铁和球状铸铁之间。

耐磨件处理的目的是在基底上形成球墨铸铁结构，而不考虑铸件结构。另外，经过正火处理后，球墨铸铁可以得到细化，与铸态组织相比，韧性可以得到不下降。另外，归一化处理可以使材料达到均质化的目的。对于合金铸铁，可以同时提高强度和韧性。

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