【摘 要】
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高铬铸铁被誉为当代最优良的耐磨材料,热处理后的显微组织为高强度高硬度马氏体+M7C3型共晶碳化物+二次碳化物。其中M7C3型共晶碳化物为杆状、断网状分布,并具有高硬度。此种显微组织使得高铬铸铁具有高硬度和高的耐磨性能,因而被广泛地应用于矿山、冶金、建材、电力和化工等行业。铸态高铬铸铁基体组织为奥氏体,硬度低,耐磨性能差,需要合适的热处理改善其性能。高铬铸铁经过去稳处理后能够获得较好的机械使用性能。
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高铬铸铁被誉为当代最优良的耐磨材料,热处理后的显微组织为高强度高硬度马氏体+M7C3型共晶碳化物+二次碳化物。其中M7C3型共晶碳化物为杆状、断网状分布,并具有高硬度。此种显微组织使得高铬铸铁具有高硬度和高的耐磨性能,因而被广泛地应用于矿山、冶金、建材、电力和化工等行业。铸态高铬铸铁基体组织为奥氏体,硬度低,耐磨性能差,需要合适的热处理改善其性能。高铬铸铁经过去稳处理后能够获得较好的机械使用性能。本文主要探讨了去稳处理温度对高铬铸铁组织、硬度和冲击性能的影响。高铬铸铁经去稳处理后的基体组织为马氏体,是本研究的基础。因此本文进一步研究自然时效对高铬铸铁组织和硬度的影响,并利用第一性能原理计算Fe2-xCrxC（x=1～2）合金碳化物稳定性和理论硬度。研究结果表明:（1）在900℃～l050℃范围内,高铬铸铁硬度随淬火温度先升高后降低,在950℃时硬度最大,为63.6 HRC。基体组织为马氏体+残余奥氏体。淬火后,高铬铸铁中二次碳化物为M23C6和M3C的混合物,弥散分布在基体以及共晶碳化物之间。二次碳化物含量随淬火温度先增加后减小。淬火温度对高铬铸铁冲击性能影响较小。高铬铸铁为脆性材料。断裂方式为脆性断裂。在断口处,马氏体基体和共晶碳化物M7C3中均存在显微裂纹。（2）对在900℃～l000℃保温1h水淬得到的高铬铸铁试样,进行40天自然时效。经自然时效处理后,在马氏体基体析出弥散细小的η-（Fe,Cr）2C碳化物,使高铬铸铁硬度增加2～3 HRC,基体显微硬度降低。（3）第一性原理计算结果表明:η-（Fe,Cr）2C碳化物成能比η-Fe2C碳化物形成能低,因此η-（Fe,Cr）2C碳化物比η-Fe2C碳化物稳定。且η-（Fe,Cr）2C碳化物具有较高理论硬度12.87 GPa。高硬度碳化物析出使高铬铸铁硬度进一步增加。
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