一种低成本奥氏体基高碳铸钢丸的试验研究.pdf

Aug 2012
造
Vol61 No8
FOUNDRY
865
种低成本奧氏体基高碳铸钢丸的试验研究
马幼平,周淑义,李秀兰,何闯,党晓明
(西安建筑科技大学治金エ程学院,陕西西安710055
摘要:通过调整钢丸中C、Mn等合金元素含量和控制熔炼工艺制备了以奥氏体组织为基体的高碳铸钢丸,并利用
OLYMPUS/GX-51金相显微镜、 AXIOS(PW4400)型X荧光仪、碳硫分析仪、Dmax2200型XRD衛射仪、S-3400N型扫
描电子显微镜等检测仪器和锤击试验对比分析了两种钢丸组织和性能的优劣。试验结果表明:C为1.2%、Mn为6%6时得
到了以奥氏体组织为基体的高碳铸钢丸;奧氏体基高碳铸钢丸的冶金质量得到很大改善,性能也得到显著提升。
关键词:奥氏体组织;高碳铸钢丸;锤击试验
中图分类号:TG142.72文献标识码:A文章编号:1001-4977(2012)08-0865-04
Experimental Study on High Carbon Cast Steel Shot with
a Low-cost Austenite Matrix
MA You-ping, ZHOU Shu-yi, LI Xiu-lan, HE Chuang, DANG Xiao-ming
(School of Metallur ical and Engineering, Xi'an University of Archieture and Technology, Xi'an 710055, Shaanxi, China)
Abstract: High-carbon cast steel shot with austenite matrix was prepared by adjusting alloying elements
content such as C and Mn of shot and controlling smelting process, and then testing instruments such as
OLYMPUSGX-51 metallurgical microscope, AXIOS (PW4400)x-ray fluorescence instrument
D/max2200 XRD diffraction, carbon and sulfur analyzer, S-3400N scanning electron microscopes and
hammering test were used to compare its microstructure and properties with other high carbon cast steel shot
The experimental results show that high carbon cast steel shot with austenite matrix was obtained at the
alloying elements content of 1.2% C, 6% Mn; and its metallurgical quality and performance had been
hanced significantly
Key words: austenitic structure; high-carbon cast steel shot; hammering test
不锈钢丸利用奥氏体优异的形变硬化能力,能够基体的凝固组织,避免相变应力的产生,这样既可以
在抛喷丸处理过程中形成表层高硬度马氏体而心部仍省去热处理环节,同时可以利用奥氏体形变硬化能力,
为高韧性奥氏体的独特耐磨结构叫,使得不锈钢丸硬度达到耐磨耐冲击的目的明,在不明显增加钢丸生产成
高、韧性好、不易破碎,且越打越硬,抛喷丸处理效本的前提下,显著提高钢丸的使用寿命,而国内关于
果完美,被抛喷丸操作人员视为最经久耐用的金属磨这方面的研究还鲜有报道。
料之一2到。然而,由于不锈钢丸化学成分中含有大量
的Cr、i等稳定奥氏体合金元素(见表1),大大增加
表1不锈钢丸化学成分
了不锈钢丸的生产成本,使得不锈钢丸只能应用于对
Table 1 The chemical composition of stainless steel shot w/%
C
Si
s
抛喷丸质量要求严格的不锈钢制品、有色金属制品等
≈0.17≈1.0≤1.20.05
0.05
10
场合,极大地限制了不锈钢丸的发展。而高碳铸钢丸
以其硬度高、韧性好而被广泛应用于抛喷丸处理过程
本文从控制凝固组织的角度通过调整钢丸中C
中,但是研究人员发现高碳铸钢丸在制备过程中由于Mn等合金元素的含量,探索在快速凝固工艺条件下
发生马氏体相变而使得钢丸内应力增大,极易产生淬在室温下获得介稳奥氏体组织所需的最经济的合金配
火裂纹,降低高碳铸钢丸使用寿命;并且高碳铸钢丸比,并通过锤击试验比较了高碳铸钢丸、奥氏体基高
必须经过热处理才能应用,这也使得高碳铸钢丸成本碳铸钢丸性能的优劣,最后分析了奥氏体基高碳铸钢
增加?。如果可以通过增加相对廉价的C、Mn等稳定丸的可行性,为奥氏体基高碳铸钢丸的应用提供了试
奥氏体元素含量,在常温下获得以介稳奥氏体组织为验依据。
收稿日期:2012-03-14收到初稿,2012-04-10收到修订稿。
作者简介:马幼平(1961-),男,教授,博士,主要从事凝固组织控制及理论研究。B-mail:youpingma615@yahoo.com.cn