無錫40cr無縫鋼管與硼的關(guān)系密切
當(dāng)硼含量增加到一定數(shù)值,奧氏體區(qū)縮小到一定程度,在熔點下可能無相變發(fā)生,不能熱處理強化。含硼碳化物、硼化物相高抗磨性的發(fā)揮程度還依賴于基體對它的支撐與包裹作用,即基體需要一定的硬度和體積百分含量。在沖擊磨料磨損中,硬度低的基體被去除后使含硼碳化物或硼化物相突出于磨面,在磨粒的多次擠壓和撞擊下,硬而脆的含硼碳化物、硼化物就可能破裂,從而導(dǎo)致合金的抗磨料磨損性能下降。
另外,如果基體的體積百分含量過少,它對硬質(zhì)相就起不到很好的包裹作用,在沖擊磨料磨損中,硬質(zhì)相就會大顆地脫落,也會導(dǎo)致合金的抗磨料磨損性能下降。因此,鑄造Fe-C-B合金要想獲得優(yōu)異的耐磨性,基體必須具有一定的含碳量和體積百分含量。已有的研究中主要針對中低碳鋼,碳含量加入量較少。為了進一步考察較高碳含量下B對40cr鋼管凝固組織與性能的影響,本文擬選擇碳含量1.0wt%左右進行初步研究。
試驗用的40cr鋼管采用10kg中頻感應(yīng)電爐熔煉,材料包括硼鐵(B含量17.59wt%)、廢鋼、碳顆粒。熔煉時先加入廢鋼和碳顆粒,待熔清后插鋁一次脫氧后加入硼鐵,合金溶液經(jīng)造渣扒渣后1500℃以上出爐,靜置后澆鑄試樣,澆鑄溫度1430~1450℃。使用水玻璃砂鑄型。
當(dāng)碳含量增加到1.0wt%左右,仍使得砂型條件下40cr鋼管凝固組織中硬脆相增加,從而導(dǎo)致合金硬度上升,沖擊韌度下降。當(dāng)碳含量增加到1.0wt%左右,硼含量較低時,F(xiàn)e-1.0C-B合金凝固組織與以往研究的40cr鋼管凝固組織類似,當(dāng)硼含量增加到2.35wt%時,40cr鋼管凝固組織呈現(xiàn)明顯的共晶組織形態(tài),共晶組織由一個個共晶團組成,每個共晶團的含硼碳化物呈菊花狀分布。