Microstructura și proprietățile plăcii de oțel rezistente la uzură după cementarea în fază solidă
Plăcile de oțel rezistente la uzură au avantajele unei rezistențe ridicate, rezistență ridicată la coroziune și rezistență bună la uzură și sunt utilizate pe scară largă ca piese pentru a rezista la sarcini mari, cum ar fi paletele turbinei, arborii și bucșele pompei de ulei fierbinte și supapele hidraulice de presare a rotorului. Cu toate acestea, probleme precum duritatea insuficientă și uzura severă apar adesea în timpul utilizării, ceea ce limitează aplicarea ulterioară a acestuia. Durata de viață reală a pieselor depinde în principal de rezistența la uzură a acesteia, întărirea suprafeței este cea mai directă și eficientă modalitate de a îmbunătăți performanța, în comparație cu alte tehnologii de întărire, tratamentul de cementare poate îmbunătăți în mod semnificativ duritatea suprafeței și rezistența la uzură a materialelor, procesele utilizate în mod obișnuit includ metoda de cementare ionică, metoda de cementare cu gaz și metoda băii de sare. Cu toate acestea, carburarea ionică are problema carburării inegale, metoda băii de sare nu este matură, metoda de carburare cu gaz este mai complicată și există cerințe ridicate de echipament, proces complex, probleme cu costuri ridicate. Metoda tradițională de cementare în fază solidă este simplă și potrivită pentru cementarea pieselor mici, dar viteza de cementare este lentă. Din acest motiv, metoda de adăugare a carbonaților este adesea folosită pentru a îmbunătăți viteza de cementare, dar este ușor să se producă un strat de barieră pe suprafață, care are un efect negativ asupra vitezei de cementare, iar calitatea stratului de cementare nu este usor de controlat. În acest scop, cercetătorii au folosit o nouă metodă de cementare în fază solidă pentru cementare: placa de oțel rezistentă la uzură și fonta cenușie sunt înfășurate împreună, la o anumită temperatură, grafitul din tablă de fontă gri difuzat în placa de oțel rezistentă la uzură și reacția in situ a atomilor de Cr dispersați uniform, suprafața oțelului inoxidabil pentru a forma un strat de cementare compozit; Atomul de C este de dimensiuni mici, poate fi difuzat în matrice cu un mecanism de gol, viteza de difuzie este rapidă, atomul de Cr nu este ușor de difuzat în matrice și atomul de Cr are o afinitate puternică cu atomul de C, atomul de C în fonta cenușie a difuzat rapid la poziția atomului de Cr din matrice la temperatură ridicată și a reacționat cu atomul de Cr și atomul de Fe din matrice pentru a forma carburi; Compoziția de fază, microstructura, microduritatea, rezistența la uzură și rezistența la coroziune a stratului carburat au fost studiate prin XRD, SEM, tester de microduritate, mașină de testare a uzurii abrazive cu două corpuri cu disc uscat ML-100 și metode electrochimice.
Neteziți suprafața plăcii de oțel rezistente la uzură și HT300 și curățați cu acetonă și alcool. Cele două au fost aliniate în contact strâns, HT300 a fost împachetat cu hârtie refractară și compactat și fixat într-un creuzet de grafit. A fost introdus într-un cuptor tubular 1400X, protejat cu gaz argon la un debit de 5 ml/min, și încălzit la 1120 grade la o viteză de încălzire de 7 grade/min timp de 10 ore, apoi răcit la 850 grade timp de 1 oră, cu apă. răcire.
Analiza de fază a fost efectuată pe un difractometru cu raze X- 7000XRD. Țesutul a fost observat prin microscopul electronic de scanare JSM-6700F. Testele de microduritate sunt efectuate pe testerul de microduritate TUKON2100. Metoda clasică cu trei electrozi a fost utilizată pentru testarea electrochimică cu stația de lucru electrochimică CS350. Rezultatele testului arată că:
(1) La 1120 de grade timp de 10 ore și 850 de grade timp de 1 oră, cementarea în fază solidă a plăcilor de oțel rezistente la uzură poate fi efectuată utilizând fulgi de grafit în fontă cenușie pentru a genera un strat de cementare compozit armat cu particule (Fe, Cr)7C3. Carbura în granulă este distribuită într-o insulă, iar carbura granulară este distribuită intermitent.
(2) Cea mai mare microduritate a stratului carburat apare pe suprafața plăcii de oțel rezistente la uzură, ajungând la 1082HV1N, și scade treptat odată cu creșterea distanței față de suprafață.
(3) Rezistența la uzură a stratului carburat este de aproximativ 5 ori mai mare decât a substratului obișnuit rezistent la uzură, dar rezistența sa la coroziune a scăzut.
