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我某新型发动机的复合耐磨板零件约占零件总数的11%。本文是在该新机试制过程中积累的对耐磨板材料切削特性以及在不同加工方法下出的具体特点的认识及所应采取工艺措施的经验总结。复合耐磨板的切削加工性及普遍原则复合耐磨板按金属组织分为a相、b相、a+b相,分别以TA,TB,TC表示其牌 和类型。 我某新型发动机所用材料为TA,TC两种。一般铸、锻件采用TA系列,棒料用TC系列。特点及切削加工性复合耐磨板相对一般合金钢板具有以下优点:比强变高:复合耐磨板的密度只有5g/cm3,比铁小得多,而其强度与普通碳钢相近。 机械性能好:复合耐磨板的熔点为1660℃,比铁高,具有较高的热强度,可在550℃以下工作,同时在低温下通常显示出较好的韧性。抗蚀性好:在550℃以下复合耐磨板的表面易形成致密的氧化膜,故不容易被进一步氧化,对大气、海水、蒸汽以及一些酸、碱、盐介质均有较高的抗蚀能力。 另一方面,复合耐磨板的切削加工性比较差。主要原因为:导热性差,致使切削温度很高,降低了耐用度。680℃以上温度时,表面形成氧化硬层,对有强烈的磨损作用。塑性低、硬度高,使剪切角增大,切屑与前刀面长度很小,前刀面上应力很大,刀刃易发生破损。



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铁素体耐磨衬板中的合金元素主要是铬和钼,为了改善某些性能,还可以加入、铌、钨、硼等合金元素。铬的影响铬是耐磨衬板中极重要的合金元素。当钢板中含Cr量足够高时,能在钢板的表面形成致密的Cr2O3氧化膜,这层氧化膜能在一定程度上阻止氧、硫、氮等腐蚀性气体向钢板中扩散,也能阻止金属离子向外扩散。 耐磨衬板的耐高温腐蚀性能与Cr量有一定的关系,当含Cr量达到12%时,钢板的高温抗氧化能力明显。此外,Cr的熔点高,本身就具有优异的抗蠕能,在低合金钢板中加入1%左右的Cr就能明显钢板的热强性。在耐磨衬板中,Cr通常是与Mo复合应用的,Cr能调节Mo在碳化物和固溶体之间的分配。 在利用Cr-Mo复合强化时,必须使Cr、Mo含量维持在交互作用的值,方能达到的强化效果。研究表明,1Cr-1/2Mo和Cr-1Mo的复合是恰当的。钼的影响钼是热强性的重要合金元素之一,耐磨衬板中一般都含有固溶于铁素体,能显著铁素体的再结晶温度,从而蠕变强度。 Mo同时能以细小的碳化物的形式析出,产生弥散强化作用。的影响主要是通过适当的热处理,生成细小的均匀分布的碳化物颗粒,使钢板得以强化。在Cr-Mo-V钢板中,由于V的碳化物十分,将碳固定而Cr、Mo等合金元素更多地溶入固熔体,这样,间接地起到了促进固溶强化的作用。



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通过800℃加热保温,可以得到含有铁素体、贝氏体和残留奥氏体的多相组织,且含TRIP钢中有V(C,N)析出。830℃保温时,工艺弛豫时间显著影响铁素体晶粒尺寸、铁素体量以及铁素体基体上的位错密度和沉淀析出量,随贝氏体区保温时间的延长,双金属耐磨板中残余奥氏体体积分数先增大后,残余奥氏体中碳含量增多。 在相同等温时间下,等温温度越高,残余奥氏体中的碳含量越大,双金属耐磨板中的铁素体、贝氏体晶界或者相界面1m以上大颗粒奥氏体发生相变,双金属耐磨板的抗拉强度、伸长率和强塑积分别达到820MPa,35%和30750MPa.%的值。 用光学显微镜研究耐磨衬板半固态二次加热过程中合金的晶粒长大规律和晶粒的形貌演变,淬火固定其半固态组织后,测量并统计出平均晶粒尺寸及合金液相体积分数,并与理论计算数值进行比较。随着加热温度的升高,相的生长和球化速度变快,耐磨衬板中原位Al2O3颗粒对合金的铸态组织没有明显的细化和球化作用,在接近液相线温度(648℃)保温30min后的铸造组织较好,中心部位和边部组织的差异较小。 但是在合金的二次加热过程中对晶粒长大行为具有作用,并与采用原位反应近液相线铸造方法制备耐磨衬板,和长大规律。随着着二次加热温度的升高和保温时间的延长,在液相线温度附近(630℃)保温后耐磨衬板的锭坯中心和边部组织均是均匀、细小的近球形组织。
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