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NM360耐磨板的试样结晶凝固过程简要分析如下:
①试样1.6%C,当温度降至液相线温度以下时,从液相中率先析出初生a 相。随着初生相己的不断析出,余下的金属液中碳、钒含量升高,由成分点向己与 MC分界线T‘P’移动。当到达分界线T’P,时,初生相的析出过程结束,开始发生 L~(台+MC)共晶转变,形成(占+MC)共晶组织。由于非平衡凝固,产生成分起 伏,在占相的结晶前沿微区成分进人MC区,加上VC遗传因素的影响,此时少量 的初生碳化物沿着晶界析出。凝固基本结束,如图6一3(a)所示。。
②试样1.9%C,从液相投影图观察,合金成分点到a与MC相分界线距离随 着碳含量的增加逐渐变短,即初生台相析出量相对减少;沿着晶界析出的碳化物量 增加,如图6一3(b)所示。
③试样2.2%C,初生台相继续减少;凝固过程中,由于非平衡凝固,a相前沿 偏析严重,大部分区域在己相前沿已有初生VC析出如图6一3(。)所示。随着凝固 的进行,多余的C原子会与Cr、M。原子结合,发生包共晶转变时,M7 C3、MZC型 多元共晶化合物在a相和(台+MC)共晶团晶界之间出现。
④试样2.7%C,初生相为黑色的MC相。随着温度继续降低,先析出的初生 MC相被后析出的(下+MC)共晶组织所包围。随着凝固的进行,碳原子与Cr、Mo 原子结合生成M:C3、MZC型碳化物的混合物在MC和(丫+MC)共晶团晶界之间, 如图6一3(d)所示。对于本研究中的实验合金,在尸点会发生L~(下+M7C:+ MZC)三元共晶转变,而非包共晶转变L+MC~y+M7C:或L+MC~下+ MZC。这是因为有限互溶三元包共晶反应与二元包晶系相同,在非平衡条件下,包 共晶转变结束后,两个反应相不可能同时消失殆尽或同时留有剩余,只能是一个完 全消失,另一个有所剩余[s]。根据上述原因,在P点,残余液相如果发生包共晶转 变,合金凝固结束时,剩余相为MC或液相。由图6一3(c)~(f)可知,沿晶界析出的 白灰色化合物为铝、铬碳化物,非残留钒的MC型黑色碳化物,因此在P点发生多 元共晶转变后,凝固结束。
碳含量为⑤试样3.0%,⑥试样3.7%,⑦试样4.2%的Vg高速钢,初生相均 为MC相。根据液相投影图,随着碳含量的增加,合金成分点到MC与下相分界线 距离也越长,初生相析出量也就越多。
对于NM360耐磨板试样4.2%C的合金而言,此合金由于碳、钒含量较高,钒和碳在合 金液中的扩散能力较强[6],使得碳化钒的析出过程倾向于界面反应控制型,从而 易于形成圆整的初生碳化钒颗粒。初生碳化物很多,随着凝固的进行,发生L~ (下+MC)二元离异共晶转变,共晶碳化钒相依附在初生碳化钒上形核、长大,碳 化物呈团球状均匀分布。另外,二元共晶转变结束以后,由于合金残余液中碳浓 度仍然很高,碳原子与铬、钥原子结合,三元共晶产生出浅灰色多元共晶碳化物 对于碳含量3.0%的合金来说,发生L~(下+MC),析出(y+MC)共晶组织之 后,随着凝固继续进行,发生L~(y+MZC+M7 C3)转变,与碳含量4.2%的合金 相比,只是数量较少的低熔点多元共晶化合物沿晶间析出,如图6一3(e)、(f)所示。
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V,Cr5M。:NM360耐磨板,铝元素的含量较低,但该元素在奥氏体析出过程 中呈正偏析特性富集于 凝固的液相中;另外,铬的碳化物熔点较低,在液相中 它将 析出,因此铬、钥元素主要分布于三元共晶反应形成的多元组织中,形成 以铬、铁为主的M7C:型浅灰色碳化物和以含钥、钒为主的MZC型白色碳化物。
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