热处理对耐磨板组织和力学性能的影响

  耐磨板具有高熔点、良好的导电导热性、较高的化学稳定性、优异的耐磨性能、良好的加工性、可焊性及低的塑脆转变温度、优异的动态力学性能及经氧化处理后表面形成致密、稳定、高介电常数的无定形氧化膜等特点,而被广泛应用于电子、化工、航空航天、军事武器、生产生活等领域。目前,冷变形和热处理工艺对耐磨板力学性能的影响研究未见涉及。

  实验材料为经二次电子束熔炼的JFE耐磨板,对耐磨板进行锻造轧制得到厚10mm的板材,再经过交叉轧制得到厚1mm和1.6mm的板材。选用900℃进行再结晶退火,保温时间分别为15、30、45min。最后将试样在应变速率为20mm/min条件下拉断。

  选择再结晶退火温度为900℃,分别保温15、30、45min后,对厚1、1.6mm的薄板试样进行微观组织观察,结果表明变形组织基本消除,但再结晶组织细化效果不明显。冷变形量较小时,应采用较高的再结晶退火温度以达到细化晶粒的目的。分别对厚度为1、1.6mm的耐磨板试样进行10%和20%预变形,然后在900℃进行再结晶退火,处理后两种试样的硬度和抗拉强度提高,而伸长率显著降低,这是材料的加工硬化和再结晶软化同时作用时,加工硬化占优势的结果。

  耐磨板经过15、30、45min保温,随保温时间延长,钽的硬度逐渐提高,而伸长率依次降低。随保温时间延长,板厚不同的耐磨板材料的屈服强度都逐渐提高,但抗拉强度的变化不同,1mm厚耐磨板的抗拉强度逐渐降低,而1.6mm厚耐磨板的则先降低后升高。对拉伸断口的形貌分析表明,预变形和热处理后,材料由韧性断裂转变为脆性断裂,断裂机理为混合断裂,由沿晶断裂、解理断裂和韧性断裂组成,断口形貌的分析与力学性能结果一致。