Efectul îmbătrânirii la 750 de grade asupra microstructurii și proprietăților mecanice ale unui nou tip de placă bifazată de siliciu rezistentă la uzură
De la prima descoperire a structurii bifazate în 1927, plăcile bifazate rezistente la uzură au fost dezvoltate rapid. Structura plăcii bifazate rezistente la uzură este compusă din două faze de ferită și austenită. Are avantajele plăcii rezistente la uzură din ferită și plăcii rezistente la uzură austenită și are proprietăți mecanice și rezistente la uzură excelente. Plăcile rezistente la uzură sunt utilizate pe scară largă în minerit, ciment, inginerie, energie și alte domenii.
În prezent, proiectează un nou departament de materiale de plăci bipolare de tip Si rezistente la uzură 00 cr20ni6si3 Cr20. 5 cu1. 5 mo1. 3 n0. 2 (fracție de masă, %). Fier pur, crom pur, nichel pur, ferosiliciu, cupru pur și aliaje de fero-molibden au fost topite și turnate în lingouri cu ajutorul cuptorului de inducție de frecvență medie cu vid ZG-25 sub protecția argonului. Compoziția chimică măsurată a aliajului (fracție de masă, %): C0.032, N0.124, Cr19.9, Ni5.89, Si3.44, Mo1.26, Fe margin.
După decojire și forjare la cald, lingoul a fost prelevat de-a lungul direcției de forjare la cald. După soluție solidă la 1050 de grade timp de 30 de minute, proba a fost îmbătrânită la 750 de grade timp de 0,5, 1,5, 3, 6, 10 ore și 15 ore și apoi s-a stins cu apă. Proba a fost măcinată și lustruită, apoi curățată și uscată cu alcool și acetonă și gravată electrolitic în soluție de KOH 10% timp de aproximativ 30 de secunde. Microstructura probei a fost observată prin microscop metalografic (OM) și microscop electronic cu scanare (SEM). Caracteristicile fazei precipitate după tratamentul de îmbătrânire au fost observate prin microscopie electronică cu transmisie JEM2010F (TEM). Conform standardului național GB/T229-2007, materialul după soluție și tratament de îmbătrânire a fost procesat în eșantion de impact crestat de 10 mm × 10 mm × 55 mmV de-a lungul direcției stării de forjare. Testul de impact a fost efectuat cu o mașină de testare la impact AHC{-3000/{2-AT la temperatura camerei. Energia maximă de impact a fost de 300J, au fost testate trei probe efective pentru fiecare condiție de testare și s-a luat valoarea medie a energiei de absorbție a impactului. Morfologia fracturii de impact a fost observată la microscopul electronic cu scanare. Duritatea probei după soluție și tratament de îmbătrânire a fost măsurată cu testerul de duritate Brinell. Rezultatele arată că:
(1) Tratamentul de îmbătrânire reduce semnificativ performanța de impact la temperatura camerei, iar energia de impact absorbită la temperatura camerei scade brusc de la aproximativ 150 J din proba de soluție solidă la mai puțin de 20 J din proba de îmbătrânire. Duritatea Brinell a probei de soluție solidă este de aproximativ 252 HB, iar duritatea Brinell crește ușor până la aproximativ 271 HB după îmbătrânire timp de 1,5 ore. Duritatea Brinell a probelor cu un timp de îmbătrânire mai mare de 1,5 ore are puține modificări și toate sunt între 240 și 247HB.
(2) Odată cu creșterea timpului de îmbătrânire, dimensiunea medie a fazei ε-Cu în formă de tijă crește ușor, iar conținutul de Cu în faza ε-Cu crește. După un timp scurt de îmbătrânire, precipitarea fazei nanometrice ε-Cu în austenită și precipitarea carburii Cr23C6 granulare mai fine la limita fazei feritic/austenită pot îmbunătăți duritatea Brinell a plăcii rezistente la uzură Cr20 bifazic. Cantitatea de fază Si3N4 precipitată crește odată cu timpul de îmbătrânire, iar precipitarea fazei Si3N4 în faza de ferită și limita fazei ferită/austenită reduce semnificativ performanța la impact a plăcii rezistente la uzură bifazice Cr20 la temperatura camerei.
