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高硼低碳铁基合金经稀土、氮复合变质处理后
以硼为主要合金元素的Fe-B铸造合金作为耐磨材料,具有合金用量少,成本低以及熔炼简单、铸造工艺性能优异等特点,具有良好的推广65Mn钢板现货应用前景。普通Fe-B铸造合金中含有较多的Fe2B化合物,其硬度高、热稳定性好,且呈连续网状分布,在普通热处理条件下不易发生分解,而且溶解速度也很缓慢。网状硼化物的存在,使Fe-B铸造合金韧性降低。在Fe-B铸造合金中加入钛元素获得高硼低碳铁基合金,并用稀土和氮进行复合变质处理,使凝固组织明显细化,硼化物中出现了较多的颈缩和断网现象。颈缩和断网的出现,有利于高温热处理时硼化物形态的团球化和高硼低碳铁基合金铸造合金力学性能的提高。

将低碳钢、锰铁和石墨在20kg中频感应电炉内混合加热熔化,钢水熔清后加入硼铁和钛铁。炉前调整成分合格后将温度升至1580~1620℃,而后出炉。钢水浇注分两种工艺,其一是在金属型中直接浇注成22mm×22mm×110mm试块,合金编号为T1,成分为0.26wt%C,2.05wt%B和0.64wt%Ti;其二是在浇包内预先加入稀土和含氮合金,其粒度为5~8mm,采用包内冲入法对高硼低碳铁基合金进行复合变质处理。然后搅拌、扒渣,静置2~4min后,按T1试样要求浇注成试块,合金编号为T2,成分为0.27%C,2.04%B,0.65%Ti,0.09%RE和0.07%N。金属熔体浇注温度1440~1480℃。

  Fe-B铸造合金中加入钛元素后,Fe2B硼化物依然呈网状分布,凝固组织中出现了少量TiB2块状组织。高硼低碳铁基合金经稀土、氮复合变质处理后,没有新相出现,组织明显细化,硼化物中出现了多处明显颈缩和断网。高硼低碳铁基合金经稀土、氮复合变质处理后,硬度变化不明显,但抗弯强度和冲击韧度明显提高,其中冲击韧度提高63.8%。

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