A 750 fokos öregedés hatása egy új típusú szilícium kétfázisú kopásálló lemez mikroszerkezetére és mechanikai tulajdonságaira
A kétfázisú szerkezet 1927-es első felfedezése óta a kétfázisú kopásálló lemezeket gyorsan fejlesztették. A kétfázisú kopásálló lemez szerkezete két fázisból, ferritből és ausztenitből áll. Megvan a ferrit kopásálló lemez és ausztenit kopásálló lemez előnyei, valamint kiváló mechanikai és kopásálló tulajdonságokkal rendelkezik. A kopásálló lemezeket széles körben használják a bányászat, a cement, a mérnöki, az energia és más területeken.
Jelenleg egy új típusú Si bipoláris lemezanyag kopásálló 00 cr20ni6si3 Cr20 osztályt tervez. 5 cu1. 5 mo1. 3 n0. 2 (tömeghányad, %). Tiszta vasat, tiszta krómot, tiszta nikkelt, ferroszilíciumot, tiszta réz- és ferromolibdénötvözeteket olvasztottak és öntöttek tuskóba ZG-25 vákuum-középfrekvenciás indukciós kemencében, argon védelme alatt. Az ötvözet mért kémiai összetétele (tömeghányad, %) : C0.032, N0.124, Cr19.9, Ni5.89, Si3.44, Mo1.26, Fe margin.
Hámozás és melegkovácsolás után a tuskó mintát vettünk a melegkovácsolás iránya mentén. 1050 fokon 30 percig tartó szilárd oldás után a mintát 750 fokon 0,5, 1,5, 3, 6, 10 és 15 órán keresztül érleltük, majd vízzel lehűtöttük. A mintát őröltük és políroztuk, majd megtisztítottuk és alkohollal és acetonnal szárítottuk, majd elektrolitikusan marattuk 10%-os KOH-oldatban körülbelül 30 másodpercig. A minta mikroszerkezetét metallográfiai mikroszkóppal (OM) és pásztázó elektronmikroszkóppal (SEM) vizsgáltuk. Az öregítési kezelés után kicsapódott fázis jellemzőit JEM2010F transzmissziós elektronmikroszkóppal (TEM) figyeltük meg. A GB/T229-2007 nemzeti szabvány szerint az anyagot oldás és öregítés után 10 mm × 10 mm × 55 mm V-os hornyolt ütési mintává dolgozták fel a kovácsolási állapot irányában. Az ütési tesztet AHC-3000/2-AT ütésvizsgáló géppel végezték szobahőmérsékleten. A maximális ütési energia 300 J volt, minden vizsgálati körülményre három hatásos mintát vizsgáltunk, és az ütéselnyelési energia átlagos értékét vettük fel. Az ütési törés morfológiáját pásztázó elektronmikroszkóppal figyeltük meg. A minta keménységét oldás és öregítés után Brinell keménységmérővel mértük. Az eredmények azt mutatják, hogy:
(1) Az öregítési kezelés jelentősen csökkenti az ütési teljesítményt szobahőmérsékleten, és a szobahőmérsékleten elnyelt ütési energia meredeken csökken a szilárd oldatminta körülbelül 150 J-ról kevesebb, mint 20 J-ra az öregedő mintánál. A szilárd oldatminta Brinell-keménysége körülbelül 252 HB, és a Brinell-keménység enyhén növekszik, körülbelül 271 HB-ra 1,5 órás öregítés után. Az 1,5 óránál hosszabb öregedési idejű minták Brinell keménysége alig változik, és mindegyik 240 és 247 HB között van.
(2) Az öregedési idő növekedésével a rúd alakú ε-Cu fázis átlagos mérete kismértékben növekszik, és az ε-Cu fázis Cu-tartalma nő. Rövid öregedési idő után a nanométeres ε-Cu fázis kicsapása az ausztenitben és a finomabb szemcsés Cr23C6 karbid kicsapása a ferrites/ausztenit fázishatáron javíthatja a Cr20 kétfázisú kopásálló lemez Brinell-keménységét. A Si3N4 fázis kicsapódása az öregedési idővel növekszik, és a Si3N4 fázis kiválása a ferrit fázisban és a ferrit/ausztenit fázishatáron jelentősen csökkenti a Cr20 kétfázisú kopásálló lemez ütésállóságát szobahőmérsékleten.
