當(dāng)葉輪在室溫較高時(shí)或葉輪尺寸大時(shí),由于葉輪在型內(nèi)冷卻時(shí)處于高溫階段的時(shí)間較長(zhǎng),奧氏體發(fā)生熱穩(wěn)性,碳和鉻等無(wú)素的析出速度降低,于是在降溫過(guò)程中奧氏體中的含碳量也較多,所以孿晶馬氏體含量增多,鑄態(tài)葉輪的硬度也較高。
光學(xué)顯微鏡下的基體組織
從圖2中看到,葉輪蓋板鑄態(tài)的基體組織中沒(méi)有珠光體組織出現(xiàn),但僅在碳化物邊緣附近奧氏體發(fā)生少許轉(zhuǎn)變,可以說(shuō)奧氏體未看到明顯地轉(zhuǎn)變。所以開(kāi)始在檢測(cè)基體組織時(shí),人們認(rèn)為基體組織為奧氏體。
透射電鏡下的基體組織
北京中科院物理研究所白雪冬教授對(duì)鑄態(tài)挖泥泵葉輪蓋板試樣進(jìn)行透射電子顯微鏡分析,用CCD掃描出基體組織,采用高分辨對(duì)基體組織進(jìn)行分析。圖3是CCD掃描出共晶碳化物旁的基體組織,從圖3(a)中看到在碳化物旁出現(xiàn)針狀馬氏體織,在(b)中看到基體明顯地發(fā)生了變化,不是奧氏體組織。大。從圖4中看到,基體中有白色的組織析出,我們認(rèn)為是二次碳化物的析出,但對(duì)基體變化后的組織仍需要作進(jìn)一步的分析。圖5是對(duì)基體進(jìn)行的高分辨分析,我們對(duì)圖5的照片與高分辨的馬氏體照片進(jìn)行比照,知道圖5中基體的組織是馬氏體組織。
從透射電鏡的分析結(jié)果可知,鑄態(tài)葉輪的基體組織主要為:馬氏體+二次碳化物,并且馬氏體和二次碳化物的尺寸很細(xì)小。
×一射線衍射對(duì)基體的分析
為了進(jìn)~步對(duì)基體組織進(jìn)行分析,我們?nèi)?guó)家鋼鐵材料測(cè)試中心對(duì)葉輪基體組織進(jìn)行×一射線衍射分析。分析報(bào)告示于圖6。報(bào)告中圓形試樣是從葉輪蓋板本體的取樣,其碳化物體積分?jǐn)?shù)(cVF)為25%,殘余奧氏體量為5.27%。
通過(guò)以上透射電鏡和×一射線衍射對(duì)鑄態(tài)馬氏體高鉻鑄鐵葉輪進(jìn)行的分析結(jié)果表明,葉輪的鑄態(tài)組織為:M23C6型碳化物體積分?jǐn)?shù)(CVF)為25%,尺寸細(xì)小的馬氏體,尺寸細(xì)小的二次碳化物,少量殘余奧氏體量(為5.27%)。
鑄態(tài)基體組織不是奧氏體的旁證
(1)進(jìn)行亞臨界熱處理實(shí)踐。開(kāi)始我們以為葉輪的基體組織為奧氏體,在2000年對(duì)新海獅挖泥泵葉輪進(jìn)行亞臨界熱處理,經(jīng)530℃保溫1 0小時(shí)后,硬度僅提高1~2HRC。若是奧氏體基體,則硬度會(huì)上升得多一些。
(2)模擬葉輪的熱處理實(shí)踐。沖擊試樣經(jīng)900℃落砂入爐×0.5h→850℃×2h(以后每降50℃×2h)→400℃爐冷到250℃→出爐空冷。基體組織為M+Ar,但基體顯微硬度較高,為557~657HV。此說(shuō)明葉輪經(jīng)比模擬處理冷卻速度慢得多時(shí),絕不會(huì)為奧氏體,只能是奧氏體的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物。