退火對深冷軋制耐磨板組織和耐磨性能的影響

  深冷軋制(液氮低溫)是在室溫冷軋基礎上發展起來的一種大變形手段,它能有效降低軋機負荷,同時在一定程度上能改善組織均勻性,且細化晶粒的能力明顯高于室溫冷軋,因此引起了廣大材料科研工作者的廣泛關注。耐磨板作為耐磨材料中最重要品種之一,其生產量和使用量約占耐磨材料總產量及用量的80%左右。由于耐磨板具有高韌性和良好的耐磨性,因而在化工、石化、軍工、輕工、結構裝飾等行業中得到廣泛的應用。

  本項目以組織處于穩定狀態的JFE-C400耐磨板為研究對象,對其進行深冷軋制變形,其壓下量為90%,隨后對其進行不同溫度和時間的退火處理,研究退火過程中耐磨板微觀組織變化及其對極化曲線的影響規律,為超細晶粒耐磨板的開發及工業應用提供實驗依據。

  實驗材料為JFE-C400耐磨板,化學成分(質量分數,%)為:C0.06,Si0.3,Mn0.6,P0.02,S0.005,Cr25,Ni20,N0.25,Nb0.5,余量為Fe。實驗材料用真空感應爐熔煉,將經電渣重熔得到的電渣錠開坯鍛造成150mm(L)×100mm(W)×5mm(H)的板坯,將其線切割加工成100mm×20mm×5mm的軋制試樣,放入1230℃的熱處理爐中保溫45min后取出迅速放入冷水中,冷卻至室溫,隨即進行深冷軋制變形。軋制實驗在自制的二輥軋機上進行。每道次變形期間需將試樣放在液氮中浸泡15min左右,然后將其取出迅速進行軋制,每道次的變形量為10%,累計變形量為90%。將該試樣放入高溫箱式電爐進行退火處理,退火溫度分別為600、700、800、900和1000℃,退火時間均為10min;同時為了對比退火時間對深冷軋制耐磨板組織和性能的影響,在800℃下對深冷變形耐磨板進行不同時間的退火處理,退火時間分別為2、30和60min。借助光學顯微鏡、透射電鏡及電化學實驗等方法研究了退火工藝對深冷軋制JFE-C400耐磨板的顯微組織和耐蝕性能的影響。

  結果表明:退火溫度小于700℃,深冷變形組織處于回復階段,退火溫度大于700℃,深冷變形組織處于再結晶階段,再結晶晶粒尺寸處于亞微米量級;隨著退火溫度增大至1000℃后,再結晶晶粒明顯長大至2μm左右。極化曲線測試結果表明,與深冷變形耐磨板相比,經退火處理后耐磨板具有更高的耐磨性能,更高的韌性和硬度。