本發(fā)明屬于球墨鑄鐵生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種多相等溫淬火球墨鑄鐵中先形成馬氏體的確定方法。

背景技術(shù)：

等溫淬火球墨鑄鐵由于具有綜合力學(xué)性能高、工藝性能好而被廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)，如曲軸、凸輪軸及其他構(gòu)件。大量研究表明，改變等溫方式與等溫溫度會(huì)使得顯微組織發(fā)生復(fù)雜的變化。一般來(lái)說(shuō)，ADI的顯微組織主要由石墨、貝氏體及殘余奧氏體組成，以上各相的含量及形貌與等溫淬火溫度和時(shí)間具有較大的關(guān)系。當(dāng)?shù)葴販囟仍?50-400℃時(shí)，顯微組織為石墨、少量羽毛狀的上貝氏體加較大量的殘余奧氏體，其韌性較好而強(qiáng)度較低；當(dāng)?shù)葴販囟葹?00-350℃時(shí)，顯微組織多為石墨、針狀下貝氏體加少量殘余奧氏體，其強(qiáng)度較高而韌性較低。上述單一的等溫方式均難以獲得最佳的強(qiáng)韌性組合，因而，多相等溫淬火球墨鑄鐵工藝應(yīng)運(yùn)而生。其旨在急冷過(guò)程中產(chǎn)生部分馬氏體，隨后等溫一定時(shí)間后空冷，從而獲得石墨、馬氏體、貝氏體及殘余奧氏體的多相組合。

研究表明，急冷過(guò)程中若先形成部分馬氏體，將能對(duì)后期貝氏體形核起到促進(jìn)作用。此外，先形成的馬氏體可以起到分割球墨鑄鐵基體、細(xì)化后續(xù)形成的貝氏體的作用。這對(duì)提升球墨鑄鐵的綜合力學(xué)性能，進(jìn)而加速其在汽車滲碳齒輪等上的商業(yè)應(yīng)用至關(guān)重要。

然而，多相等溫淬火球墨鑄鐵急冷過(guò)程中先形成的馬氏體與隨后等溫過(guò)程中形成的貝氏體束形貌極為相近，無(wú)論從光鏡還是掃描電鏡下都很難分辨兩相組織。利用XRD僅能測(cè)定試樣中的α及γ相，無(wú)法精確測(cè)定急冷過(guò)程中先形成的馬氏體，且其測(cè)量誤差較大，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性有較大的影響；而若采用TEM結(jié)合點(diǎn)陣花樣排布的手段，不僅成本高，而且制樣、測(cè)試、分析所需的時(shí)間較長(zhǎng)。

總之，現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題是：多相等溫淬火球墨鑄鐵急冷過(guò)程中先形成的馬氏體無(wú)法精確、快速得到測(cè)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種多相等溫淬火球墨鑄鐵中先形成馬氏體的確定方法，精度高、速度快。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：

一種多相等溫淬火球墨鑄鐵中先形成馬氏體的確定方法，包括如下步驟：

(10)成品制備：按照多相等溫淬火工藝制備球墨鑄鐵成品；

(20)對(duì)比件制備：按照改進(jìn)的多相等溫淬火工藝制備球墨鑄鐵對(duì)比件；

(30)顯微組織對(duì)比：將球墨鑄鐵成品的顯微組織與球墨鑄鐵對(duì)比件的顯微組織進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)形貌及顏色確定球墨鑄鐵成品中是否存在馬氏體；

(40)馬氏體含量測(cè)定：利用圖像處理軟件定量分析存在馬氏體的球墨鑄鐵成品中馬氏體的含量。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)為：

1、精度高：利用XRD僅能測(cè)定試樣中的α及γ相，無(wú)法精確測(cè)定急冷過(guò)程中先形成的馬氏體，且其測(cè)量誤差較大，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性有較大的影響。而利用本發(fā)明，可以精確區(qū)分急冷過(guò)程中生成的馬氏體與后期等溫過(guò)程形成的下貝氏體，從而準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)等溫過(guò)程顯微組織演變分析并有利于組織性能交互關(guān)系研究。

2、速度快：若采用TEM結(jié)合點(diǎn)陣花樣排布的手段，過(guò)程繁瑣，操作難度大，因而制樣、測(cè)試、分析所需的時(shí)間較長(zhǎng)。而利用本發(fā)明，只需按附圖所示工藝圖進(jìn)行熱處理，測(cè)試和后期分析過(guò)程銳減，節(jié)約時(shí)間成本，更可提高工藝的可重復(fù)性。

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

附圖說(shuō)明

圖1為改進(jìn)的多相等溫淬火工藝制備球墨鑄鐵對(duì)比件的流程圖。

圖2為多相等溫淬火工藝制備球墨鑄鐵成品的流程圖。

圖3為球墨鑄鐵成品的顯微組織圖。其中，

圖3(a)為球墨鑄鐵經(jīng)890℃奧氏體化處理20min后，急冷至220℃等溫5min,最后空冷得到的顯微組織；

圖3(b)為球墨鑄鐵經(jīng)890℃奧氏體化處理20min后，急冷至220℃等溫15min最后空冷得到的顯微組織；

圖3(c)為球墨鑄鐵經(jīng)890℃奧氏體化處理20min后，急冷至220℃等溫30min最后空冷得到的顯微組織

圖4為球墨鑄鐵對(duì)比件的顯微組織圖。其中，

圖4(a)為將球墨鑄鐵對(duì)比件坯件加熱到890℃奧氏體化處理20min后，急冷并在淬火液中保持0.5s，隨后在220℃中等溫1-3min,最后水淬至室溫得到的對(duì)比件顯微組織；

圖4(b)為將球墨鑄鐵對(duì)比件坯件加熱到890℃奧氏體化處理20min后，急冷，并在淬火液中保持1-2s，隨后在220℃中等溫1-3min,最后水淬至室溫得到的對(duì)比件顯微組織；

圖4(c)為將球墨鑄鐵對(duì)比件坯件加熱到890℃奧氏體化處理20min后，急冷，并在淬火液中保持3-4s，隨后在220℃中等溫1-3min,最后水淬至室溫得到的對(duì)比件顯微組織。

具體實(shí)施方式

一種多相等溫淬火球墨鑄鐵中先形成馬氏體的確定方法，包括如下步驟：

(10)成品制備：按照多相等溫淬火工藝制備球墨鑄鐵成品；

如圖2所示，所述(10)成品制備步驟具體為：

將球墨鑄鐵坯件于880-930℃奧氏體化10-30min，急冷并在淬火液中保持0.5-4s，隨后放入200-250℃中保溫5-600min后，空冷至室溫，得到球墨鑄鐵成品。

(20)對(duì)比件制備：按照改進(jìn)的多相等溫淬火工藝制備球墨鑄鐵對(duì)比件；

如圖1所示，所述(20)對(duì)比件制備步驟具體為：

將對(duì)比件坯件于880-930℃奧氏體化10-30min，急冷并在淬火液中保持0.5-4s，隨后放入200-250℃中保溫1-3min后，水淬至室溫，得到球墨鑄鐵對(duì)比件。

(30)顯微組織對(duì)比：將球墨鑄鐵成品的顯微組織與球墨鑄鐵對(duì)比件的顯微組織進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)形貌及顏色確定球墨鑄鐵成品中是否存在馬氏體；

所述(30)顯微組織對(duì)比步驟中，如球墨鑄鐵成品的顯微組織中存在形貌及顏色與對(duì)比件的顯微組織相近的黑色針狀組織，則球墨鑄鐵成品中存在馬氏體。

(40)馬氏體含量測(cè)定：利用圖像處理軟件定量分析存在馬氏體的球墨鑄鐵成品中馬氏體的含量。

所述(40)馬氏體含量測(cè)定步驟中，圖像處理軟件為Image-pro Plus 6.0。

實(shí)施例1：

成品制備：球墨鑄鐵經(jīng)890℃奧氏體化處20min后，急冷至220℃等溫5min,最后空冷。其顯微組織如圖3(a)所示。

對(duì)比件制備：將原始球墨鑄鐵加熱到890℃奧氏體化處理20min后，急冷并在淬火液中保持0.5s，隨后在220℃中等溫1-3min,最后水淬至室溫。其顯微組織如圖4(a)所示。

顯微組織對(duì)比：比較圖3(a)和圖4(a)，形貌、顏色相近的黑色針狀組織確定為馬氏體。

馬氏體含量測(cè)定：利用Image-pro Plus 6.0圖像處理軟件定量分析，可確定多相等溫淬火球墨鑄鐵成品中，急冷時(shí)先形成的馬氏體含量為2-5％。

實(shí)施例2：

成品制備：球墨鑄鐵經(jīng)890℃奧氏體化處理20min后，急冷至220℃等溫15min,最后空冷。其顯微組織如圖3(b)所示。

對(duì)比件制備：將原始球墨鑄鐵加熱到890℃奧氏體化處理20min后，急冷并在淬火液中保持1-2s，隨后在220℃中等溫1-3min,最后水淬至室溫。其顯微組織如圖4(b)所示。

顯微組織對(duì)比：對(duì)比圖3(b)和圖4(b)，形貌、顏色相近的黑色針狀組織確定為馬氏體。

馬氏體含量測(cè)定：利用Image-pro Plus 6.0圖像處理軟件定量分析，可確定多相等溫淬火球墨鑄鐵成品中，急冷時(shí)先形成的馬氏體含量為10-15％。

實(shí)施例3：

成品制備：球墨鑄鐵經(jīng)890℃奧氏體化處理20min后，急冷至220℃等溫30min,最后空冷。其顯微組織如圖3(c)所示。

對(duì)比件制備：將原始球墨鑄鐵加熱到890℃奧氏體化處理20min后，急冷并在淬火液中保持3-4s，隨后在220℃中等溫1-3min,最后水淬至室溫。其顯微組織如圖4(c)所示。

顯微組織對(duì)比：對(duì)比圖3(c)和圖4(c)，形貌、顏色相近的黑色針狀組織確定為馬氏體。

馬氏體含量測(cè)定：利用Image-pro Plus 6.0圖像處理軟件定量分析，可確定多相等溫淬火球墨鑄鐵原工藝中，急冷時(shí)先形成的馬氏體含量為20-30％。