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        35CrMo合金板中铌铁的溶解 分析

        作者:天津市辉美恒泰商贸有限公司 来源: 日期:2015-12-19 16:34:17 人气:
        及设备
        根据制动盘性能以及铸造工艺要求,实验用铌铁纯度为65%的标准铌铁,铌铁的熔点范围为1580~1630℃(固 相线和液相线温度),远高于铸铁,略高于铸钢。铌与铁不发生放热反应。因此,铌铁在铁水中不是熔化过程,而是一个以界面扩散为基础的溶解过程。这个溶解过 程需要一定时间,根据实验条件,将铌铁块加工为大小为Ф5mm×30mm的圆柱型。
        实验设备包括10kg中频感应电炉,每次试验熔炼量为7kg,Ф35mm×150mm砂铸型,实验前砂型预热到200℃,铁水过热到1500℃浇注。分析仪器包括4XB金相显微镜、扫描电镜、MCO120-MHV-2000型显微硬度计等。
        2实验结果及分析
        对铌铁溶解扩散的研究分为水平方向和垂直方向。在铸铁熔液中水平方向上的溶解扩散情况如图3所示,扩散层的宽度为80~150μm,在界面扩散前沿存在着大量的细小石墨。 
        研究发现,在水平扩散前沿方向上,石墨中的碳与扩散前沿的铌发生作用,形成了铌的化合物,从而使石墨变得细小卷曲,石墨受铌铁的蚕食分解情况。
        在远离扩散前沿方向上的石墨形态受到的影响不大。
        线扫描分析及显微硬度测试结果表明,在水平扩散方向上,铌在珠光体基体中的固溶度逐渐降低,离扩散径向方向越远,铌含量越低,当铌含量很低的时候,其对石墨组织的形态影响不大,这与前人及本课题组之前所做单铌成分研究的结果一致。
        对比研究表明,铌铁在垂直方向上的溶解扩散情况与在水平方向上相似。在垂直扩散方向上,由于扩散温度条件较水平扩散情况要高,扩散层的宽度也相对宽些,约为200~300μm,在界面扩散前沿同样存在着一定数量的细小石墨。
        在远离扩散前沿方向上的石墨形态受到的影响不大。线分析及显微硬度测试结果表明,在垂直扩散方向上,铌在珠光体基体中的固溶度逐渐降低,离扩散径向方向越远,铌含量越低,当铌含量很低的时候,其对石墨组织的形态影响不大,这与水平扩散情况一致。
        无 论是水平扩散还是垂直扩散,研究结果均表明,铌对珠光体基体组织的影响在于使组织细化,但对珠光体量基本没有影响,靠近扩散前沿方向上的珠光体基体组织, 远离扩散前沿方向上的珠光体基体组织。在扩散前沿,由于铌含量较高,珠光体基体明显得到了细化,片层间距得到了缩短。此研究结果与前人及本课题组所做单铌 成分研究的结果一致。
        3结论
        1)铌铁在铁水中不是熔化过程,而是一个以界面扩散为基础的溶解过程。在扩散前沿上,铌与石墨中的碳相互作用,使得石墨形态变得细小卷曲,在远离扩散方向上,由于铌含量较低,石墨形态受到的影响不大。
        2)在垂直方向上,由于扩散温度较水平方向上高,其扩散层的宽度也较大,即垂直方向上更有利于铌铁的溶解扩散。
        3)研究表明,铌对珠光体基体的影响在于使其细化,从而提高了材料的强度。

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