Effect of carbon balance on the heat treatment behavior of multi-alloy white cast iron. TITLE Effect of carbon balance on the heat treatment behavior of multialloy white cast iron.
ภูมิหลัง
จุดประสงค์ของการวิจัย
ขอบเขตของการวิจัย
ประโยชน์ของการวิจัย
เหล็กหล่อขาวที่เติมธาตุผสมหลายชนิด
บทบาทของธาตุผสม
โครเมียม (Cr)
โมลิบดีนัม (Mo) และ ทังสเตน (W)
วาเนเดียม (V)
โคบอลต์ (Co)
กระบวนการแข็งตัวของเหล็กหล่อขาวที่เติมธาตุผสมหลายชนิด
กรรมวิธีทางความร้อน
ความแข็งแรงและความต้านทานการสึกหรอ
การเตรียมชิ้นงานทดสอบ
กรรมวิธีทางความร้อน
การทดสอบโครงสร้างจุลภาค
กล้องจุลทรรศน์แสง
กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบกวาด
การทดสอบความแข็ง
การวัดสัดส่วนเชิงปริมาตรของออสเทไนต์เหลือค้าง
โครงสร้างจุลภาคของชิ้นงานทดสอบในสภาพหล่อ
โครงสร้างจุลภาคของชิ้นงานทดสอบในสภาพชุบแข็ง
ผลของคาร์บอนสมดุลต่อความแข็งและร้อยละสัดส่วนเชิงปริมาตรของออสเทไนต์เหลือค้าง
ความสัมพันธ์ระหว่างความแข็งและ V ของตัวอย่างทดสอบแสดงในรูปที่ 35 พบว่าความแข็ง ความแข็งแบบมาโครเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในช่วงไม่เกิน 10% V โดยมีค่าสูงสุดประมาณ 12% V กล่าวคือ 868HV30. จากนั้น ความแข็งจะลดลงอย่างต่อเนื่องตามค่า V ที่เพิ่มขึ้น โดยความแข็งระดับไมโครจะแสดงพฤติกรรมคล้ายกับความแข็งระดับมหภาค ความแข็งต่ำในตอนแรกนั้นเกิดจากเฟสมาร์เทนซิติกของพื้นผิวชิ้นงาน เพียงเล็กน้อย โดยส่วนใหญ่เป็นเฟอร์ไรต์ จากนั้นความแข็งจะเพิ่มขึ้นตามการเพิ่ม V จนถึงค่าสูงสุดเนื่องจากการลดเฟสเฟอร์ไรต์ แต่มีมาร์เทนไซต์และคาร์ไบด์ในปริมาณเล็กน้อย ตัวเลขที่สองเพิ่มขึ้นโดยการเพิ่มความสามารถในการชุบแข็ง E พร้อมกับการเพิ่มขึ้นของปริมาณออสเทนไนต์ที่ตกค้าง ถึงจุดสมดุลระหว่างปริมาณมาร์เทนไซต์ ทุติยภูมิ คาร์ไบด์ และออสเทนไนต์ยังคงอยู่ประมาณ 12%V จากนั้น ความแข็งจะลดลงเมื่อค่า V มากกว่า 12% เนื่องจากปริมาณออสเทนไนต์ การมีซีเมนต์มากเกินไปบนพื้นผิวทำให้เกิด
ผลของคาร์บอนสมดุลต่อความแข็งและร้อยละสัดส่วนเชิงปริมาตรของออสเทไนต์เหลือค้าง
ผลของอุณหภูมิอบคืนตัวต่อการเปลี่ยนแปลงความแข็งและร้อยละสัดส่วนเชิงปริมาตร
การเปลี่ยนแปลงเฟสของชิ้นงานในระหว่างการอบคืนตัว
ความสัมพันธ์ระหว่างความแข็งและร้อยละสัดส่วนเชิงปริมาตรของออสเทไนต์เหลือค้าง
ผลของคาร์บอนสมดุลต่อความแข็งสูงสุดในการอบคืนตัว
ผลของร้อยละสัดส่วนเชิงปริมาตรของออสเทไนต์เหลือค้าง (V ) ในสภาพชุบแข็งต่อค่า
ผลของคาร์บอนสมดุลต่อการแข็งขึ้นล าดับที่สอง (Secondary hardening)
ส่วนผสมทางเคมีของชิ้นงานทดสอบ
กรรมวิธีทางความร้อน
น้ ายาทดสอบโครงสร้างจุลภาค
สภาวะในการทดสอบหาปริมาณออสเทไนต์เหลือค้าง
สัดส่วนเชิงพื้นที่ของเดนไดร์และโครงสร้างยูเทกติก
ความแข็งและร้อยละสัดส่วนเชิงปริมาตรของออสเทไนต์เหลือค้าง (V ) ในสภาพชุบแข็ง
Proceedings of the International Conference SKYRING 2 0 0 8 SKYRING WEAR RESISTANCE ALLOYED WHITE CAST IRONS FOR ROLL AND POWDERING FLOURS, Fukuoka, Japan. Proceedings of the International Conference ABRASION 2008.
ค่า H Tmax ของชิ้นงานทดสอบ
ระดับการแข็งขึ้นล าดับที่สองของชิ้นงานทดสอบ (Secondary hardening)
ขั้นตอนการผลิตเหล็กกล้า [1]
ลูกรีดส าหรับกระบวนการรีดเหล็กกล้า [2]
เส้นโค้งการเย็นตัวแสดงการเกิดคาร์ไบด์ชนิดต่าง ๆ ในระหว่างกระบวนการแข็งตัว
Proceedings of the International Conference ABRASION 2008 ABRASION WEAR-RESISTANT ALLOY WHITE CAST IRON FOR ROLLER AND PULVERIZER MILLS, UNIVERSITY OF TRENTO, Italy. Proceedings of the International Conference ABRASION 2 0 1 1 Wear Resistant Alloy White Cast Iron for Rolling and Pulverizing Mills, UNIVERSITY OF LIEGE, BELGIUM (2011). Proceedings of the International Conference ABRASION 2008 ABRASION WEAR RESISTANT ALLOY WHITE CAST IRON FOR ROLLER AND PULVERIZER MILLS, UNIVERSITY OF TRENTO, Italy 2008:35-48.
แผนภูมิเฟสของระบบ Fe-C-5%Cr-5%Mo-5%W-5%V-5%Co [4]
ผลของคาร์บอนและวาเนเดียมต่อชนิดและรูปร่างของคาร์ไบด์ (Fe-5%Cr-2%Mo-
ผลของคาร์บอนและ W eq ต่อชนิดและรูปร่างของคาร์ไบด์ (Fe-5%Cr-5%V-5%Co-
ผลของคาร์บอนและโคบอลต์ต่อชนิดและรูปร่างของคาร์ไบด์ (Fe-5%Cr-2%Mo-
ผลของคาร์บอนและอัตราการเย็นตัวต่อชนิดและรูปร่างของคาร์ไบด์ (Fe-5%Cr-
ผลของคาร์บอนต่อร้อยละสัดส่วนเชิงปริมาตรของคาร์ไบด์ (Vc) (Fe-5%Cr-
การสลายตัวของคาร์ไบด์ยูเทกติกประเภท M 2 C เมื่อผ่านการอบ
Effect of carbon content and heat treatment condition on retained austenite and hardness of multi-component white cast iron. Effect of C and W content and heat treatment condition on microstructure and wear resistance of multi-component white cast iron. Effect of carbon content on heat treatment behavior of multi-alloyed white cast iron for abrasion resistance.
โครงสร้างจุลภาคของเหล็กหล่อ 2%C-5%Cr-5%Mo-5%W-5%V-5Co [16]
แผนภูมิ CCT ส าหรับเหล็กหล่อ Fe-5%Cr-5%Mo-5%W-5%V-2%Co. [14]
ผลของธาตุวาเนเดียมต่อร้อยละปริมาณออสเทไนต์เหลือค้างในสภาพชุบแข็งของ
ผลของร้อยละสัดส่วนเชิงปริมาตรของออสเทไนต์เหลือค้าง (V ) ต่อความแข็งใน
ผลของอุณหภูมิในการอบคืนตัวต่อความแข็งและร้อยละสัดส่วนเชิงปริมาตรของ
ความแข็งลดลงเนื่องจากการอบคืนตัวมากเกินไป (ความร้อนสูงเกินไป) ระดับของการชุบแข็งทุติยภูมิได้มาจากความแตกต่างของความแข็งที่ HTmax และความแข็งขั้นต่ำ ระดับการชุบแข็งจะสูงสุดที่อุณหภูมิต่ำกว่า HTmax ค่าลำดับที่สองจะเปลี่ยนไปตามค่า Cbal และอุณหภูมิการชุบแข็ง ค่า HTmax และระดับของการชุบแข็ง ความแข็งที่สองของแต่ละชิ้นแสดงไว้ในตารางที่ 7 และ 8 ตามลำดับ M2C หรือ M6C ซึ่งมีความแข็งสูงพร้อมกับปริมาณมาร์เทนไซต์ที่เพิ่มขึ้น ความแข็งสูงสุดของ backing การแบ่งเบาบรรเทาลดลงเมื่อค่า Cbal เกิน 0% นี่คือ เนื่องจากออสเทนไนต์จำนวนมากยังคงอยู่หลังจากการอบคืนตัวเมื่อค่า Cbal เกิน 0% นี่เป็นเพราะว่าออสเทนไนต์จำนวนมากยังคงอยู่หลังจากการอบคืนตัว ผลของออสเทนไนต์ที่คงค้างต่อความต้านทานการสึกหรอและความแข็งของเหล็กหล่อสีขาวที่มี Cr ไฮโปยูเทคติกที่มี Cr สูง
ผลของธาตุผสมต่อ Compressive strength เหล็กหล่อที่เติมธาตุผสมหลายชนิด
ความสัมพันธ์ระหว่างความแข็งและอัตราการสึกหรอของเหล็กหล่อขาวที่เติมธาตุ
ผลของอุณหภูมิในการอบคืนตัวต่ออัตราการสึกหรอของเหล็กหล่อขาวที่เติมธาตุ
ผลของจ านวนรอบในการใช้งานต่อระยะสึกหรอของลูกรีด [2]
แสดงขนาดและรูปร่างของแบบหล่อชิ้นงานทดสอบ (หน่วยเป็นมิลลิเมตร)
ผลการทดสอบ XRD ส าหรับชิ้นงานที่มีค่า V เท่ากับ 41%
โครงสร้างจุลภาคในสภาพหล่อของชิ้นงานทดสอบ
ผลของคาร์บอนสมดุลต่อสัดส่วนพื้นที่ของเดนไดร์และโครงสร้างยูเทกติกชนิดต่าง ๆ
49 จนถึงจุดความแข็งสูงสุดเมื่อถึงการแบ่งเบาบรรเทา (HTmax) จึงสามารถกล่าวได้ว่าการเพิ่มเฟสมาร์เทนไซต์และทุติยภูมิคาร์ไบด์ร่วมกับการลดลงของเฟสออสเทนไนต์ที่ตกค้างจะควบคุมความแข็งของชิ้นงานเมื่อชุบแข็งเกินอุณหภูมิ HTmax โดยจะมีงานทดสอบ ผลการทดลองของตัวอย่าง Cbal 0.43% แสดงในรูปที่ 42 – 43 เส้นโค้งความแข็งคือ แนวโน้มจะคล้ายกับตัวอย่าง Cbal -0.01% แต่ระดับการชุบแข็งเพิ่มขึ้น ความแข็งอันดับสองจะสูงขึ้นอย่างมาก โดยความแข็งลดลงอย่างมากเมื่อเริ่มการอบคืนตัวที่ 673K ซึ่งมาร์เทนไซต์แข็งตัวและมี เปลี่ยนไปใช้เพอร์ไลต์แทน การเพิ่มเวลาแบ่งเบาบรรเทาอาจเป็นวิธีหนึ่งในการลดปริมาณออสเทนไนต์ การเปลี่ยนเฟสของชิ้นงานระหว่างการอบคืนตัว ออสเทนไนต์ที่ตกค้างจะเปลี่ยนเฟสเป็นมาร์เทนไซต์ เนื่องจากความแข็งของชิ้นงานในกระบวนการบ่ม อักขระในส่วนก่อนหน้าจะเปลี่ยนไปตามอุณหภูมิการแบ่งเบาบรรเทา ดังนั้นเพื่อยืนยันผลการทดลองจึงจำเป็นต้องศึกษาการเปลี่ยนแปลงเฟสของเพลตในระหว่างกระบวนการบ่ม เพื่อศึกษาการเปลี่ยนแปลงเฟสระหว่างกระบวนการชุบแข็ง จึงได้ถ่ายภาพโครงสร้างจุลภาคของตัวอย่างทดสอบที่ชุบแข็งแล้ว คาดว่าจะเกิดขึ้นในระหว่างกระบวนการหลอม เพราะใช้เวลาในการอบนาน ทำให้เกิดการก่อตัวของคาร์ไบด์ ฮาชิโมโตะ และคณะ [11] รายงานว่าคาร์ไบด์ลำดับที่สองพบในกระบวนการแบ่งเบาบรรเทา ของเหล็กหล่อขาวที่เติมด้วยธาตุโลหะผสมต่างๆ ได้แก่ MC M2C M23C6 หรือ M6C ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางเคมี จากผลการทดลองข้างต้น พบว่าความแข็งระดับไมโครเปลี่ยนแปลงไป ซึ่งสอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงความแข็งระดับมหภาคในทุกตัวอย่าง ดังนั้นจึงอาจกล่าวได้ว่าการแบ่งเบาบรรเทามีผลเพียงเล็กน้อยต่อเฟสยูเทคติกคาร์ไบด์ แต่มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อพื้นผิว ความแตกต่างระหว่างความแข็งระดับมหภาคและความแข็งระดับไมโครนั้นเกิดจากผลของยูเทคติกคาร์ไบด์ ดังนั้นจากนี้ไป ผลของ Cbal ต่อความแข็งระดับมหภาคจะถูกวิเคราะห์เป็นหลัก เนื่องจากเหมาะสำหรับการใช้งานจริง ภาพประกอบ 50: ความสัมพันธ์ระหว่างความสมดุลของคาร์บอนกับความแข็งของตัวอย่างที่ชุบแข็ง 4.4.4 ผลกระทบของความสมดุลของคาร์บอนต่อความแข็งขั้นสูงสุดของการแข็งตัว ก) ความแข็งมาโคร b) ความแข็งระดับไมโคร
