循环相变对巴氏合金组织性能的影响分析

2018-03-27

  循环相变对巴氏合金组织性能的影响分析,巴氏合金因其超高强度而被广泛应用于现代工业领域。自巴氏合金研制成功以来,由于其拥有优异的强韧性能,故受到各国材料工作者的极大重视,从而对其强韧化机理进行了较多的研究,其中细晶强化作为能提高巴氏合金的强度、塑性和韧性的方法被广泛接受。循环相变细化工艺是一种有效的细化手段,可以将精力细化到几个微米的细小晶粒,因而广泛应用于实验室和工程构建中。周口市华锡合金科技有限公司采用DSC测量巴氏合金的逆变再结晶温度,确定逆变再结晶温度;随后对比5种细化工艺,确定最佳循环相变细化工艺。 

  一、实验材料及方法
 

  实验材料是巴氏合金,采用真空感应熔炼以及真空自耗重熔,且高温热锻制备而成。对巴氏合金进行1020℃*1h均质化处理,消除内部残余应力,获得粗大的板条状马氏体基体,将其作为原始样。将巴氏合金原始样做成5mm*1mm的圆柱,采用差示扫描分析仪测定其DSC曲线,加热速度10K/min。将巴氏合金原始样切成10mm*10mm*10mm的方块,进行处理,到温放样,制成巴氏合金金相试样。用洛氏硬度计测量处理后巴氏合金试样的洛氏硬度,观察硬度变化。
 

  二、实验结果与分析
 

  1.循环相变对巴氏合金晶粒组织影响
 

  经工艺处理后的巴氏合金显微组织,循环相变各阶段平均晶粒尺寸。可见,随循环相变次数增加,巴氏合金晶粒尺寸逐渐细化且趋于均匀。一次循环后,平均晶粒尺寸约34.4um,存在大量的混晶;二次循环后,平均晶粒尺寸约28.8um,依然存在混晶;三次循环后,平均晶粒尺寸约24.5um,存在少量的混晶;四次循环后,平均晶粒尺寸约20.9um,巴氏合金晶粒基本达到等轴晶。
 

  2.循环相变对巴氏合金力学性能的影响
 

  巴氏合金原始样和经各种工艺处理后的洛氏硬度。可以看出,经循环相变后,巴氏合金硬度变化不大,下降大约3HRC;而比较五种工艺,工艺五的硬度相对略高于其他工艺。
 

  周口市华锡合金科技有限公司 通过DSC法测量巴氏合金的再结晶温度。结果表明,巴氏合金的再结晶温度为773℃。利用巴氏合金进行循环热处理,成功地获得超细化晶粒,并且确定最佳细化工艺。经过循环热处理,巴氏合金晶粒明显细化,较好地达到晶粒超细化的目的。