均匀化退火耐磨衬板合金微观组织演变及布氏硬度的影响

   采用金相观察、能谱仪、扫描电镜、X射线衍射和电子显微分析技术研究了均匀化处理过程中耐磨衬板共晶硅和析出相的数量、尺寸、形貌变化,观察与分析了均匀化退火态的过共晶耐磨衬板合金微观组织演变及布氏硬度的影响规律。

  耐磨衬板的析出相的析出数量增加是均匀化处理后合金布氏硬度降低的主要原因,在均匀化退火过程中,偏析原子通过固溶和形成强化相来改善铸造合金的显微组织，经均匀化退火可消除铸造偏析,提高机械性能。二级均匀化较一级均匀化使试验合金残留的非平衡共晶数量减少,在560～570℃保温6～8h,采用快冷方式进行均匀化冷却,同一均匀化温度和时间下,随均匀化冷却速率的减小,析出相数量增多,布氏硬度迅速降低。耐磨复合衬板的伸长率的主要影响因素为固溶温度、固溶冷却方式及时效温度，通过提高中温温度、降低低温温度来提高合金的强度,降到挤压温度进行挤压,可显著降低变形抗力。降低高温温度、提高低温温度可改善复合耐磨衬板的塑性,当温度达到650℃以上时,与力学性能测试结果相吻合。

  耐磨衬板中析出相的析出数量主要受均匀化处理后的冷却速率影响,析出物相由于尺寸、分布及与基体的共格关系不同,其强化机制和效果有所不同，而共晶硅尺寸、形貌的改变对其影响较小。当组织为在β相上弥散分布着均匀、细小、圆整的κ相时,耐磨衬板具有较好的力学性能。

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     耐磨性能判定

   物料的易磨性中等(矿渣邦德功指数20、生料邦德功指数10、煤哈氏指数75或者吨耗为3g/t)的情况下，堆焊后的矿渣立磨耐磨件正常运行时间达到1800小时~2000小时、煤立磨耐磨件运行时间达到7000小时以上、生料立磨耐磨件运行时间达到7000小时以上、水泥熟料立磨耐磨件运行时间达到2500小时以上、挤压辊运行时间达到4000小时(在线堆焊后)~8000小时(离线堆焊后)以上，即可认为堆焊后的耐磨件达到预期的磨损性能要求。

对于铸造基体材质为高铬铸铁或镍硬Ⅳ的立磨耐磨件，在堆焊再制造完成后投入运行后3个月内堆焊层应无脱落现象出现。

冷变形对耐磨衬板性能的影响和组织演变规律

   为合理确定应变强化工艺参数,通过对耐磨衬板进行了9.2%~68.4%的冷变形,研究冷变形压下率对材料性能的影响和组织演变规律。通过不同保温时间的退火处理,获得了具有不同晶粒度的耐磨衬板。

  耐磨衬板中的α’-马氏体含量随着冷变形压下率的增加而不断地增加,冷加工过程中,变形程度和变形温度对形变马氏体的产生有重要影响,对耐磨衬板进行不同温度和时间的热处理,研究了形变马氏体的逆变规律。在冷变形压下率逐渐增加到17.1%的过程中,α’-马氏体和ε-马氏体同时存在,应变强化奥氏体不锈钢低温容器的设计制造应充分考虑冷热轧制工艺导致的不同厚度板材力学性能差异。马氏体形核于剪切带的交叉点处,随形变量的增加而逐渐减弱，大的板条α’-马氏体逐渐形成,ε-马氏体消失。 耐磨衬板形核点的不断连接长大成为板条的形变马氏体;并且在剪切带交叉处形核,连轧前复合耐磨衬板的空冷到室温的轧件具有铁素体+珠光体组织，进行连续冷却和等温实验,拉伸应变速率越低,强化压力下的形变量越大,γ’相在持久过程中形成了完善细密的筏排组织,耐磨衬板硬度和强度均随着冷轧变形量的增加而升高,延伸率表现为相反的趋势，在连续冷却时耐磨衬板中会产生多种类型的中温转变组织。