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利用金相显微镜(OM)、场发射扫描电镜(FEG-SEM)以及基于FEG-SEM上的X射线能谱仪(EDS)和电子背散射衍射系统(EBSD)分析研究了合金耐磨钢板的微观组织结构,分析了挤压工艺参数(挤压温度、挤压比)对合金耐磨钢板合金组织和性能的影响。
合金耐耐磨钢板中间合金的铸态组织是由树枝晶状的基体相α-Mg、沿晶分布的网状共晶组织(Mg17Sr2+Mg25Y4)组成,通过静态拉伸试验机和高应变速率冲击拉伸试验装置,对合金耐磨钢板合金分别进行了不同应变率下拉伸力学性能的试验,在挤压变形过程中发生了动态再结晶,晶粒明显细化。可以明显减小合金耐磨钢板的晶粒尺寸,使β-Mg17Al12相从连续网状结构转变为弥散均匀分布颗粒状,扫描电镜断口分析结果表明,动态和静态的断裂方式基本相同,都是以准解理断裂特征为主,局部区域伴有解理断裂。 采用Johnson-Cook材料模型描述合金耐磨钢板应变速率相关的应力应变本构模型,获得了各应变速率下完整的应力-应变曲线。并通过扫描电镜对其拉伸断口进行分析。合金耐磨钢板中的珠光体球团界,且界线清晰,其屈服应力、拉伸强度随着应变速率的增加而增加,失稳应变则随着应变速率的增加而有所减小,在合金耐磨板中生成沿晶界分布的Al4Sr相。
热挤压后合金耐磨钢板的晶粒明显细化,树枝晶和网状组织被打碎,晶粒大小和合金中析出相的分布更均匀生成晶内和沿晶界分布的Al2Y和Al3Y相,硬度显著提高,40Cr合金钢板厂商,力学性能明显改善,形变强化效果较为显著,合金耐磨钢板耐蚀性能明显提高。
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耐磨合金板铸态组织和力学性能的影响
通过合金制备、微观分析和力学性能测试等方法,利用SEM、w能力学试验机、X射线衍射、拉伸性能测试、显微硬度测试等手段研究了合金元素Ca及时效处理对耐磨合金板铸态组织和力学性能的影响。
当在耐磨合金板中加入Ca元素后,合金晶粒细化,上海40Cr合金钢板,1%的Ca对合金铸态组织的改善效果最为明显,半连续网状的τ相变为细小粒状或棒状,τ相(Mg32(Al,40Cr合金钢板批发,Zn)49)由断续网状变为细小的块状且分布弥散,颗粒状ε相更为细小,并形成了细小高熔点Al2Ca相。随着Ca含量的增加,耐磨合金板的抗拉强度和伸长率均先增加后降低,在应力比R=-1条件下施加拉-压载荷,测试不同状态下合金的低周疲劳性能,随着Ca含量的增加,40Cr合金钢板供应,固溶时效态合金在室温、150℃和175℃温度下的抗拉强度和延伸率基本上呈先升高后降低的趋势。其主要组成相为-αMg基体相、-βMg17Al12相和-τMg32(Al,Zn)49三元相,用拉伸试验、断口分析和组织观察,对室温和150℃下不同Ca含量的合金耐磨板的力学性能进行了研究,此时合金的抗拉强度和拉伸性能达到z大值,ε相(MgZn)变得更加细小,同时形成了分布弥散的Al2Ca强化相。Ca显著细化耐磨合金板铸态和时效态的组织,随Ca含量的增加,组织由不连续、或半连续层片状、细小网格状逐渐演变成连续粗大的肋骨网状,并提高了β-Mg17Al12相的热稳定性,有效提高了试验合金的高温拉伸性能。
Ca的加入使合金的显微组织得到明显细化,各相分布也得到改善,耐磨合金板的抗拉强度达到174 MPa、伸长率达到6%、硬度达到86 HV。
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