1前言
多合金白口鑄鐵是一種含有大量Cr、Mo、W、V等元素碳化物形成的多成分系鑄鐵，在凝固過(guò)程中，高硬度的特殊碳化物以初晶或共晶形式析出。此外，通過(guò)熱處理可在基體中析出細(xì)小的二次碳化物并產(chǎn)生二次硬化，因而具有極佳的耐磨性，被用作熱軋用軋輥材料。
為了充分發(fā)揮其特性，實(shí)施恰當(dāng)?shù)慕M織熱處理非常重要。此前，已對(duì)該合金在室溫下的磨損特性及其受微觀(guān)組織的影響進(jìn)行了研究。
本研究在實(shí)際使用溫度下進(jìn)行磨損試驗(yàn)，調(diào)查多合金白口鑄鐵的微觀(guān)組織與高溫磨損特性之間的關(guān)系。
2試驗(yàn)與分析方法
本研究采用的多合金白口鑄鐵成分如表1所示。以No.1（2%C-5%Cr-5%Mo-2%W-5%V合金）為基本成分，No.2為僅分散MC型碳化物，No.3為增加M2C型碳化物析出量，No.4為析出M7C3型碳化物（替代M2C型碳化物）。
各試樣經(jīng)1373K保溫3.6ks后強(qiáng)制空冷進(jìn)行淬火處理，隨后，為消除殘留奧氏體的影響，將試樣浸入液氮中進(jìn)行深度冷卻。為使各試樣的宏觀(guān)硬度達(dá)到800HV，分別在453-853K溫度范圍內(nèi)回火12ks后空冷。
高溫磨損特性的評(píng)價(jià)通過(guò)高溫滾動(dòng)磨損試驗(yàn)進(jìn)行。試驗(yàn)條件為，試樣加熱溫度1073K，滑移率f=10%，壓緊載荷700N，試驗(yàn)時(shí)間20min。根據(jù)試驗(yàn)前后試樣的重量變化來(lái)確定磨損量。重復(fù)該試驗(yàn)9次，根據(jù)磨損量與磨損距離的關(guān)系求出磨損速率（Rw，mg/m）。此外，利用SEM對(duì)磨損后的表面組織進(jìn)行觀(guān)察。
3試驗(yàn)結(jié)果
高溫滾動(dòng)磨損試驗(yàn)中磨損量與磨損距離的關(guān)系如圖1所示。所有試樣的磨損量均隨磨損距離呈線(xiàn)性增加。
根據(jù)各試樣磨損量與磨損距離關(guān)系曲線(xiàn)的斜率，計(jì)算得到的磨損速率（Rw，mg/m）如圖2所示。結(jié)果表明，改變碳化物類(lèi)型會(huì)導(dǎo)致磨損速率發(fā)生變化，增加MC型碳化物含量的No.2試樣，其磨損速率Rw略低于基礎(chǔ)成分的No.1試樣，而以M7C3型碳化物替代M2C型碳化物析出的No.4試樣，其磨損速率Rw呈現(xiàn)出顯著降低的趨勢(shì)。
圖3所示為試驗(yàn)后試樣磨損表面組織的觀(guān)察結(jié)果（以No.1試樣為例）。所有試樣的磨損表面均可見(jiàn)沿磨損方向分布的磨損痕跡，且磨損速率大小不同的試樣，其磨損形態(tài)幾乎無(wú)差異。
從組織觀(guān)察可見(jiàn)，基體優(yōu)先磨損導(dǎo)致碳化物凸出，部分析出的碳化物發(fā)生脫落。進(jìn)一步對(duì)磨損截面進(jìn)行觀(guān)察發(fā)現(xiàn)，MC型碳化物存在脫落現(xiàn)象，而M2C型碳化物則出現(xiàn)開(kāi)裂，并與周?chē)w一同剝落，相比之下，M7C3型碳化物的磨損進(jìn)程與基體基本一致，幾乎未觀(guān)察到碳化物脫落現(xiàn)象。
4結(jié)論
多合金白口鑄鐵的高溫耐磨性受基體硬度及碳化物類(lèi)型、形態(tài)的影響。未來(lái)研究可進(jìn)一步聚焦于優(yōu)化熱處理工藝，以實(shí)現(xiàn)碳化物尺寸、分布與基體組織的更精確匹配。
