摘要：使用熱等靜壓處理製備了鍛壓機床用新型Fe-Cr-Mo-Ni-C-Y 鐵基（jī）耐磨合金，並進行了物相組成、顯微（wēi）組織、耐磨損性能和耐腐蝕性能的測試與分析。結果表明，該合金（jīn）由占大部分的馬氏體（tǐ）和少量的（de）(Cr2.5Fe4.3Mo1)C3相、(Cr，Fe)7C3相、Cr7C3相和Mo2C 相組成，具有較佳的耐磨損性能和耐腐蝕性能；摩擦係數在摩擦磨損約1.5 min 後基本（běn）穩定在0.23，磨損試驗後（hòu）表麵僅有少量淺而細的磨痕；合金經過240 h 中性鹽（yán）霧腐蝕後的質量損失（shī）率為2.16%。

       耐磨合（hé）金（jīn）是鍛壓機床的一種重要材料， 耐磨（mó）合金的性能關係著鍛壓機床的使用性能和長期可靠性能。耐磨（mó）合金的（de）研究一直是金屬材料的一個研究熱點， 如何提高耐磨（mó）合（hé）金的綜合性能成為材料工程師的一個重（chóng）要研究方向。合金的成分設計、製備方法以及後（hòu）續熱處理工藝等各個方麵， 都會對合金的性能產生影響。為（wéi）了進（jìn）一步提高鍛壓機床（chuáng）用耐磨合金
的性能，本試驗設計了一種新型的鐵基（jī）耐（nài）磨合金，並在鐵模澆注後進行（háng）了熱等靜壓（yā）處理， 並對合金的物相組成、顯微組織、耐磨（mó）損性能和抗高溫（wēn）氧化性能進行了測試與分析。

       1 、試驗材料（liào）與方（fāng）法

  
       1.1 試（shì）樣材料
 
       本試驗選用工業級的原材料Fe、Cr、Mo、Ni、C以及Fe-10Y 中（zhōng）間合金， 先在ZG-25AZ 型（xíng）真空中頻感應熔煉爐中（zhōng）進行熔煉， 熔煉（liàn）工藝（yì）參數為1280℃×20 min，靜（jìng）置15 min，再用鐵模進行澆（jiāo）鑄，澆鑄後的合金試樣進行（háng）熱等靜壓處理， 熱等靜壓的壓力為760MPa、熱（rè）等靜壓溫度為1050℃、熱等靜壓時間為2 h。鍛壓機床用新型（xíng）鐵基耐磨合金的主要製備過
程，如圖1 所示。製備出的鍛壓機床用新型鐵基耐磨合金，采用EDX1800C 型X 射線熒光光譜（pǔ）儀進行（háng）化學成分測試，結果如表1 所示。
 

       圖1 試樣的主要製備過程
 

       1.2 試驗方法
  
      物相（xiàng）組成： 試驗製備的（de）鍛壓機床用（yòng）新型鐵基耐磨合金的物（wù）相組成， 通過D8ADVANCE 型X 射線（xiàn）衍射儀進行測試與分析。

      顯微組織： 本試驗製備（bèi）的鍛壓機床用新型鐵基耐磨合金的顯微組織，通過JSM6510 型掃描電子（zǐ）顯微鏡和XJL-03 型金相顯微鏡進行（háng）觀察與分析。耐磨損性能： 本試驗製備的鍛壓機床用（yòng）新型（xíng）鐵基耐磨合（hé）金的耐磨損性能， 通過VXMMH-20 型摩擦磨損試驗機進行測試與（yǔ）分析。試驗過程中選用的主要測試參數為：磨損載荷為90N，磨輪轉速為250r/min，摩擦磨損時間為10 min，相對（duì）滑動速度為90mm/min、試驗（yàn）溫度為室溫。試驗時自動（dòng）記錄鍛壓機床用新型鐵基耐磨合的摩擦係數動態曲線， 並用JSM6510 型掃描電子顯微鏡對磨損試樣表麵進行觀察和拍照。
 

      耐腐蝕性能： 本試（shì）驗製備的鍛（duàn）壓機床用新型鐵基耐（nài）磨合金的耐腐（fǔ）蝕性能（néng）， 在（zài）FQY050 型鹽霧腐蝕試（shì）驗箱中進行測試， 試驗過程參考中華人民共和國國家標準GB/T 10125-1997、試驗（yàn）溶液為(50±5) g/L的氯化鈉（nà）水溶液、溶液pH 值為（wéi）6.85±0.35、試驗溫度為(35±2)℃，試驗時間240h。試驗（yàn）前，在(100±5)℃烘箱中將試樣烘（hōng）幹至恒（héng）重（chóng）並（bìng）準確稱量； 然（rán）後進行中性鹽（yán）霧腐蝕試驗。每24 h 取出試樣，稱量記錄試樣的質量損失。試驗完成後，用JSM6510 型（xíng）掃描電子顯微鏡對（duì）腐蝕試（shì）樣表麵進行觀（guān）察和拍照。
    
  

      2 、試驗結果及討論

  
     2.1 物相分析結果及討論
 
      本試驗製備的鍛壓機床（chuáng）用新型鐵基耐磨合金的XRD 圖譜如圖2 所示。從圖可以看出，該新型鐵基耐磨合金（jīn）由大部分馬氏體和少量(Cr2.5Fe4.3Mo1)C3相、(Cr，Fe)7C3相、Cr7C3相和Mo2C 相組成。其中（zhōng）(Cr2.5Fe4.3Mo1)C3相、(Cr，Fe)7C3相、Cr7C3相和Mo2C相都是（shì）硬質相， 為鍛壓機床用新（xīn）型鐵基耐磨合金提供良好的耐磨損性能。由於合金元素Y 的添加含量過小， 在鍛壓機床（chuáng）用（yòng）新（xīn）型鐵基耐磨合金的XRD 圖譜中未能發現含Y 的（de）化合物（wù）相。
 
 
       2.2 顯微（wēi）組織分析及討論
 
 
      本試驗製備（bèi）的鍛壓機床用新型鐵基耐磨合（hé）金的顯（xiǎn）微組織SEM 照（zhào）片見圖3。從圖可以看出，該新型鐵基耐磨合金（jīn）中（zhōng）存在大量的板條狀馬（mǎ）氏（shì）體， 在馬氏體晶界處形（xíng）成了較多的Mo2C、(Cr，Fe)7C3、Cr7C3和(Cr2.5Fe4.3Mo1)C3等硬質相，這些硬質相混合在一起。
 

     
      圖2 試（shì）樣的XRD 圖譜
 

      這些硬質（zhì）相的存在， 將顯著改善鍛壓機床用新型鐵基耐磨（mó）合金（jīn）的耐磨損性能。
 

     
      圖3 試樣的顯微組織SEM 照片
 
 
      圖（tú）4 是鍛壓機床用新型鐵基耐磨合（hé）金在熱等靜壓（yā）處理前後的光麵（miàn）金相照片。從圖可以看出，與熱等靜壓（yā）處（chù）理之前相比， 熱等靜壓處（chù）理後的鍛壓機床用（yòng）新型鐵（tiě）基耐磨（mó）合金中（zhōng）的氣孔或顯微疏鬆等鑄造缺陷顯著減少， 熱等靜壓處理有效消除了鍛壓（yā）機床用新型鐵基耐磨合金中的鑄造缺陷，提高了合金的致密度。
 

      圖4 試樣熱等靜壓前後的金相照片

      2.3 耐磨損性能測試結果及討（tǎo）論
 
 
     本試（shì）驗（yàn）製備的鍛壓機床用（yòng）新型鐵基耐磨合金在摩擦磨損試驗過程中， 其摩擦係數（shù）動態曲線如圖（tú）5所示。從圖5 可以看（kàn）出，本試驗製備的鍛壓機床用新型鐵基耐磨合金在摩擦磨損約1.5min 後，其摩擦係（xì）數趨於穩定，期間雖偶有波動，但基本穩定在0.23。由（yóu）此可以看出， 本試驗製備的鍛（duàn）壓機床用新型鐵（tiě）基（jī）耐磨合金具（jù）有較好的摩（mó）擦係數。

              圖（tú）5 試樣（yàng）的摩擦（cā）係數動態曲線
 

      本試驗製（zhì）備（bèi）的（de）鍛壓機床用新型鐵基耐磨合金，經過10min 室溫摩擦磨損後（hòu），試（shì）樣磨損表麵的SEM照片如圖6 所示（shì）。從圖可以看出，試樣（yàng）經過室溫摩擦磨（mó）損後，表麵僅有少量淺而（ér）細的磨痕，未（wèi）見（jiàn）明顯的脫落（luò）或坑窪， 說明該鍛壓機（jī）床用新型鐵基（jī）耐磨合金具有（yǒu）優異的耐磨損性能。
 

      圖6 磨損試驗後試樣表麵形貌的SEM 照片
 

     2.4 耐腐蝕性能測試結果及討論
 

     本（běn）試驗製備的鍛壓機床用新型鐵基耐磨合金，在240 h 中性鹽霧腐蝕試驗過程中的質量損失率—時間（jiān）曲線如圖7 所示。從圖可以看出（chū）， 本試驗製備的鍛壓（yā）機床（chuáng）用新型鐵基耐磨合金在中性鹽霧腐蝕72 h 後，其質（zhì）量損失率趨（qū）於穩定，經過240 h 中性鹽霧腐（fǔ）蝕後， 其質量損失率僅為2.16%。由此可以看出， 本（běn）試驗（yàn）製（zhì）備的鍛壓（yā）機床用新型鐵基耐磨合金具（jù）
有較好的耐腐蝕性能。這主要（yào）是（shì）因為合（hé）金元素Y 的添加以及熱等靜壓（yā）處理的應用， 有效提高了合金的（de）致密度，增加了合金抵抗腐蝕液侵蝕的能力。

      圖7 試樣中性鹽霧腐蝕過程（chéng）中的（de）質量損失率—時間曲線
 

       3 、結論
 

      (1) 以工業級的原材料Fe、Cr、Mo、Ni、C 以及Fe-10Y 中間合金， 鐵（tiě）模澆鑄後進行熱等靜壓（yā）處（chù）理，可以製備出耐磨損性能和耐腐蝕性能優異的鍛壓（yā）機床用新型Fe-Cr-Mo-Ni-C-Y 鐵基耐磨合金。(2) 鍛壓機床用新型Fe-Cr-Mo-Ni-C-Y 鐵基耐磨合（hé）金由占大部分的馬氏體和少量的(Cr2.5Fe4.3Mo1)C3相、(Cr，Fe)7C3
相、Cr7C3相和Mo2C 相（xiàng）組成（chéng）。(3) 鍛壓機床（chuáng）用（yòng）新型鐵基（jī）耐磨合金在摩擦磨損（sǔn）約1.5 min 後，其摩（mó）擦（cā）係數趨（qū）於穩（wěn）定，期間雖偶有波動，但基本穩定在0.23；在中性鹽霧（wù）腐蝕72 h 後，其質量損失率趨於穩定（dìng），經過240 h 中性鹽霧腐蝕後，其質量（liàng）損失率僅為2.16%。