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奥铁体球铁通过等温淬火热处理之后可以使球墨铸铁基体组织转变为针状铁素体和高碳奥氏体,这种含奥铁体组织的球铁称之为奥铁体球铁。与普通球铁材料相比,奥铁体球铁具有良好的塑性、较高的强度、动载性和吸震性及耐摩擦磨损性能好等许多优点。本课题分别采用Nb和Cr合金化制备奥铁体球铁来探讨其组织和性能方面的变化,并对两种合金化影响奥铁体球铁耐磨性能的作用机理进行了研究分析。实验过程为同一种等温淬火热处理参数下分别制备不同Nb和Cr含量的奥铁体球铁,分为Nb实验组和Cr实验组,Nb实验组分为三个不同含量对比试验组,分别为A0:wt(Nb)=0%、A1:wt(Nb)=0.1%、A2:wt(Nb)=0.25%、A3:wt(Nb)=0.4%。Cr实验组分为三个不同含量对比试验组,分别为B0:wt(Cr)=0%、B1:wt(Cr)=0.2%、B2:wt(Cr)=0.4%、B3:wt(Cr)=0.6%。通过对试样磨损前后的金相组织的对比分析和磨损实验测试得到实验数据来分析其规律。奥铁体球铁的铸态组织主要为:石墨球、珠光体、极少量的铁素体和碳化物。Nb和Cr主要以碳化物的形式存在,Nb和Cr含量不同会改变基体中珠光体和碳化物的体积分数,同时,还会影响石墨球的均匀分布。增加Nb的含量会使珠光体和碳化物的含量增加,但是会引起石墨球的分布不均匀化。增加Cr的含量会导致石墨球的尺寸略有减小,体积比也略有降低,但是珠光体和碳化物的含量都有明显的增多。奥铁体球铁的基体组织主要由针状铁素体和高碳奥氏体组成。基体中残余奥氏体的含量使得含Nb和含Cr奥铁体球铁试样在磨损中受应力作用时,发生加工硬化效应,使试样表面硬度增加,提高材料的耐磨性能。Nb合金化奥铁体球铁试样磨损试验数据表明:当Nb含量为0.25%时,磨损量最小,故耐磨性能最好。继续添加Nb,试样的磨损量逐渐增加。通过观察磨损形貌组织发现当Nb含量为0.1%时,材料的主要失效形式以磨粒磨损和微观剥落为主;当Nb含量为0.25%时,磨粒磨损是材料的主要失效形式;当Nb含量为0.4%时,磨粒磨损和微观剥落是材料的主要失效形式。Cr合金化奥铁体试样磨损试验数据表明:当Cr含量在0.2%-0.6%时,随着Cr含量的增加,磨损量持续减少,但减少幅度逐渐减小。磨粒磨损和微观剥落为材料的主要失效形式。