退火對(duì)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(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種大變形手段,它能有效降低軋機(jī)負(fù)荷,同時(shí)在一定程度上能改善組織均勻性,且細(xì)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(guān)注。耐磨板作為耐磨材料中最重要品種之一,其生產(chǎn)量和使用量約占耐磨材料總產(chǎn)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(jié)構(gòu)裝飾等行業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。

  本項(xiàng)目以組織處于穩(wěn)定狀態(tài)的JFE-C400耐磨板為研究對(duì)象,對(duì)其進(jìn)行深冷軋制變形,其壓下量為90%,隨后對(duì)其進(jìn)行不同溫度和時(shí)間的退火處理,研究退火過(guò)程中耐磨板微觀組織變化及其對(duì)極化曲線的影響規(guī)律,為超細(xì)晶粒耐磨板的開(kāi)發(fā)及工業(yè)應(yīng)用提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

  實(shí)驗(yàn)材料為JFE-C400耐磨板,化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù),%)為:C0.06,Si0.3,Mn0.6,P0.02,S0.005,Cr25,Ni20,N0.25,Nb0.5,余量為Fe。實(shí)驗(yàn)材料用真空感應(yīng)爐熔煉,將經(jīng)電渣重熔得到的電渣錠開(kāi)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(jìn)行深冷軋制變形。軋制實(shí)驗(yàn)在自制的二輥軋機(jī)上進(jìn)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(jìn)行軋制,每道次的變形量為10%,累計(jì)變形量為90%。將該試樣放入高溫箱式電爐進(jìn)行退火處理,退火溫度分別為600、700、800、900和1000℃,退火時(shí)間均為10min;同時(shí)為了對(duì)比退火時(shí)間對(duì)深冷軋制耐磨板組織和性能的影響,在800℃下對(duì)深冷變形耐磨板進(jìn)行不同時(shí)間的退火處理,退火時(shí)間分別為2、30和60min。借助光學(xué)顯微鏡、透射電鏡及電化學(xué)實(shí)驗(yàn)等方法研究了退火工藝對(duì)深冷軋制JFE-C400耐磨板的顯微組織和耐蝕性能的影響。

  結(jié)果表明:退火溫度小于700℃,深冷變形組織處于回復(fù)階段,退火溫度大于700℃,深冷變形組織處于再結(jié)晶階段,再結(jié)晶晶粒尺寸處于亞微米量級(jí);隨著退火溫度增大至1000℃后,再結(jié)晶晶粒明顯長(zhǎng)大至2μm左右。極化曲線測(cè)試結(jié)果表明,與深冷變形耐磨板相比,經(jīng)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。