温度调控下半固态高铬铸铁重熔碳化物细化的双阶段机理

本研究论文探讨了温度对半固态高铬铸铁重熔过程中初生碳化物细化的影响。作者周荣锋和蒋业华，来自昆明理工大学材料科学与工程学院，通过倾斜板冷却体法制备了过共晶高铬铸铁半固态坯料，这是一种重要的耐磨材料，但在实际工业应用中受限于其较差的韧性。 在过共晶高铬铸铁半固态成形技术中，倾斜板冷却体法能细化M7C3型初生碳化物，这有助于提升其韧性，拓宽其在工程领域的应用范围并延长使用寿命。该研究发现，重熔过程中碳化物的细化经历了两个阶段：首先是在保温初期，碳化物沿裂纹快速分解，导致细化速率较高；然后是后期阶段，碳化物表面凹陷的溶解扩散到内部，引发分解，细化速率较低。重熔温度的升高会促进碳化物颗粒的更精细分解，从而得到更均匀的细化效果。 通过对不同重熔温度下的样品进行试验，比如1290℃、1300℃和1320℃，研究人员观察到随着温度上升，细化程度增强。使用差热分析确定了固相线和液相线的温度范围，并通过瓷方舟加热和液淬工艺保持了半固态组织。样品处理后，通过FeCl3水溶液腐蚀并观察金相组织，利用ImageTool等工具进行细致的微观结构分析，以便深入了解细化机制。 这项工作不仅深化了我们对半固态高铬铸铁加工过程的理解，也为优化其热处理工艺提供了关键数据，对于提高这类材料的综合性能，尤其是在耐磨性和韧性的平衡上，具有重要的理论和技术指导意义。未来的研究可以进一步探究如何精确控制温度以实现最佳的碳化物细化效果，以满足特定工业应用的需求。