[發(fā)明專利]一種馬-貝-奧復相高鉻多元合金鑄鐵磨球

在審

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• 申請日: 2020-09-02
• 公開（公告）號: CN112011723A
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發(fā)明（設計）人: 陳全心;姚永茂;陳燦光;周峰;桂勁松;程琦
• 申請（專利權）人: 寧國市華豐耐磨材料有限公司
• 主分類號: C22C37/10
• 分類號: C22C37/10;C22C37/06;C21D5/00;C21D1/18;C21D9/36;B02C17/20
• 代理公司: 合肥市長遠專利代理事務所(普通合伙) 34119
• 代理人: 干桂花

本發(fā)明公開了一種馬?貝?奧復相高鉻多元合金鑄鐵磨球，涉及鑄鐵磨球技術領域，所述高鉻多元合金鑄鐵磨球是經油淬帶溫等溫回火熱處理工藝制得，且磨球中Si的重量百分含量為1.5?2.5％。本發(fā)明選擇高硅進行鉻白口鑄鐵合金化。通過添加高含量的硅元素，細化高鉻磨球中碳化物晶粒，同時改善碳化物分布，使其細小、彌散分布在基體中，減小碳化物對基體的割裂傾向，再配合油淬帶溫等溫回火熱處理工藝，使磨球得到馬?貝?奧復相組織，提高基體韌性及延展性，降低磨球失圓率及破碎率，提高磨球耐磨性。

技術領域

本發(fā)明涉及鑄鐵磨球技術領域，尤其涉及一種馬-貝-奧復相高鉻多元合金鑄鐵磨球。

背景技術

高鉻鑄鐵磨球是一種性價比較高的耐磨材料，被廣泛用于礦山、建材、水泥等行業(yè)。傳統(tǒng)的高鉻白口鑄鐵磨球硬度較高，金相組織以馬氏體和碳化物為主。遇到較大沖擊就會出現(xiàn)剝落、失圓的情況，從而影響磨球的使用壽命。究其原因，是因為馬氏體硬度有余而韌性不足，在較大沖擊力的條件下，馬氏體與碳化物交叉纏結的位置應力較大，出現(xiàn)微裂紋源。伴隨著沖擊的連續(xù)進行，裂紋越來越大，隨后的磨損中馬氏體基體不斷剝落，致使碳化物孤立懸起，失去有效支撐，直至斷裂剝落。

國內外對此進行過大量的研究，目的是降低高鉻磨球的剝落傾向。目前常用的辦法之一是改善熱處理工藝，提高回火硬度，隨著回火溫度的升高，剝落傾向有所改善。另外的辦法是加入一些改變碳化物形核條件或晶體生長機制的元素(變質劑)。這方面的研究取得了一定成效，但未取得實質性進展。

發(fā)明內容

基于背景技術存在的技術問題，本發(fā)明提出了一種馬-貝-奧復相高鉻多元合金鑄鐵磨球，選擇高硅進行鉻白口鑄鐵合金化，并配合油淬帶溫等溫回火熱處理工藝，使磨球得到馬-貝-奧復相組織，提高基體韌性及延展性，提高磨球耐磨性。

本發(fā)明提出的一種馬-貝-奧復相高鉻多元合金鑄鐵磨球，所述高鉻多元合金鑄鐵磨球是經油淬帶溫等溫回火熱處理工藝制得，且磨球中Si的重量百分含量為1.5-2.5％。

優(yōu)選地，所述磨球中各組成元素按重量百分比包括：C 2.0-3.3％、Si 1.5-2.5％、Mn 0.3-1.5％、Cr＞10.0-14.0％、Cu 0-1.2％、Mo 0-4％、P0.1％、S0.06％，余量為Fe。

優(yōu)選地，所述油淬帶溫等溫回火熱處理前將磨球加熱至奧氏體化溫度，奧氏體化溫度為950-1100℃，奧氏體化時間為2-4h。

優(yōu)選地，所述油淬帶溫等溫回火熱處理的等溫溫度為200-300℃。

優(yōu)選地，所述油淬帶溫等溫回火熱處理的等溫處理時間為4-8h。

優(yōu)選地，所述磨球的球徑≤Ф100mm。

本發(fā)明中，硅元素是非碳化物形成元素，它主要將存在于基體。液態(tài)結晶時，由于硅溶入奧氏體，一方面將排擠出更多的鉻到溶液中，增加了剩余液相中的鉻碳比，這樣結晶后碳化物硬度會更高。隨著鉻碳比的提高，碳化物的分布將會更均勻、更彌散。另一方面，硅還將排擠出較多的碳溶入剩余液相，使靠近先共晶奧氏體的液體形成許多“富碳區(qū)”，硅含量越高，這種富碳區(qū)將越多，從而造成碳化物形核率增大，達到細化碳化物晶粒的目的。上述原因造成了隨硅含量增加，碳化物晶粒會細化，同時形貌會變得更為均勻、孤立、彌散，對基體的割裂作用也會隨之降低。

馬貝奧復相基體組織中，碳化物附近為貝氏體，貝氏體周圍是奧氏體，而細小馬氏體夾于貝氏體及奧氏體之間。在沖擊磨損中，即使碳化物相萌生裂紋源，但碳化物周圍基體是貝氏體和奧氏體，兩者使顯微裂紋難以擴展，不會像馬氏體基體那樣裂紋源迅速擴展，連成網狀而使基體疲勞剝落。由于奧氏體的存在，磨球在沖擊過程中出現(xiàn)加工硬化，提高了磨損層硬度，從而提高了材料的抗磨性。