當葉輪在室溫較高時或葉輪尺寸大時,由于葉輪在型內(nèi)冷卻時處于高溫階段的時間較長,奧氏體發(fā)生熱穩(wěn)性,碳和鉻等無素的析出速度降低,于是在降溫過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,可以說奧氏體未看到明顯地轉(zhuǎn)變。所以開始在檢測基體組織時,人們認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鑄態(tài)挖泥泵葉輪蓋板試樣進行透射電子顯微鏡分析,用CCD掃描出基體組織,采用高分辨對基體組織進行分析。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,我們認為是二次碳化物的析出,但對基體變化后的組織仍需要作進一步的分析。圖5是對基體進行的高分辨分析,我們對圖5的照片與高分辨的馬氏體照片進行比照,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小。
×一射線衍射對基體的分析
為了進~步對基體組織進行分析,我們?nèi)忆撹F材料測試中心對葉輪基體組織進行×一射線衍射分析。分析報告示于圖6。報告中圓形試樣是從葉輪蓋板本體的取樣,其碳化物體積分數(shù)(cVF)為25%,殘余奧氏體量為5.27%。
通過以上透射電鏡和×一射線衍射對鑄態(tài)馬氏體高鉻鑄鐵葉輪進行的分析結(jié)果表明,葉輪的鑄態(tài)組織為:M23C6型碳化物體積分數(shù)(CVF)為25%,尺寸細小的馬氏體,尺寸細小的二次碳化物,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)進行亞臨界熱處理實踐。開始我們以為葉輪的基體組織為奧氏體,在2000年對新海獅挖泥泵葉輪進行亞臨界熱處理,經(jīng)530℃保溫1 0小時后,硬度僅提高1~2HRC。若是奧氏體基體,則硬度會上升得多一些。
(2)模擬葉輪的熱處理實踐。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?;w組織為M+Ar,但基體顯微硬度較高,為557~657HV。此說明葉輪經(jīng)比模擬處理冷卻速度慢得多時,絕不會為奧氏體,只能是奧氏體的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物。