熱處理對復(fù)合鑄造高鉻高碳鋼/碳鋼耐磨材料微觀組織及力學性能的影響

高志喆， 陳小艷， 王永金， 蘇盛睿， 陳俊豪， 李佳康， 陳正家

(1. 鞍山鋼鐵集團有限公司 大孤山球團廠， 遼寧 鞍山 114004；2. 北京科技大學 材料科學與工程學院， 北京 100083)

雙金屬材料由于具有獨特的物理和力學性能，可以將相似或不同的兩種材料結(jié)合而制成，作為一種先進的功能材料，在許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用[1]。耐磨鋼通常無法兼具高硬度和高韌性，然而雙金屬復(fù)合鑄造可以使耐磨鋼在保證高硬度、高耐磨性的同時具有較高的韌性，以應(yīng)對在具有磨損和沖擊載荷的環(huán)境下使用。雙金屬復(fù)合鑄造一般選擇性能優(yōu)勢互補的兩種材料[2]。本研究選擇了高鉻高碳鋼作為耐磨層，低碳鋼作為基體層。高鉻高碳鋼相比于高鉻鑄鐵來說，雖然高鉻鑄鐵的硬度和耐磨性更具優(yōu)勢[3]，但高鉻高碳鋼具有更好的硬度韌性配合，同時還具備更好的耐腐蝕性能。一般耐磨鋼的工作環(huán)境中，除了磨損和一定的沖擊載荷外，腐蝕情況也同時存在。因此，高鉻高碳鋼更適合復(fù)雜條件下的耐磨環(huán)境。低碳鋼作為基體層，提供足夠的韌性，同時減少了合金元素的添加，降低成本。目前雙金屬的制備方法有鑄造、擴散連接、軋制、擠壓、熔覆和粉末冶金[1,4-5]等。其中，液-固復(fù)合鑄造是一種簡單、經(jīng)濟、有效的制備雙金屬復(fù)合材料的方法。

綜上，本文利用液-固復(fù)合方法制備得到高鉻高碳鋼/碳鋼復(fù)合耐磨鋼，對鑄態(tài)復(fù)合耐磨鋼進行不同的熱處理，并對其進行微觀組織結(jié)構(gòu)觀察與力學性能測試，分析了耐磨層的硬化機理與基體層的韌化機理。……