对ZG40Cr25Ni20耐热铸钢和节镍经济型双相耐热铸钢进行恒温氧化实验,得到了两种材料的氧化动力学行为曲线,结合扫描电镜、能谱分析仪及X射线衍射等手段研究了高温抗氧化的差异,并探究了高温氧化的微观机理。结果表明,节镍经济型耐热铸钢虽然降低了Ni的含量,但是增加Cr和Mn能在氧化层的外层形成稳定的保护型氧化膜Cr_2O_3,一定程度上阻挡了金属阳离子的向外扩散和O离子的向内扩散,使其氧化激活能由148.4 k J·mol^(-1)提高至245.7 k J·mol^(-1),从而降低了氧化速率,改善了材料的高温抗氧化性能。
借助热力学计算软件(Thermo-Calc)、光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)以及电子布氏硬度计(HBE-3000A)分别研究了1140℃固溶处理下保温不同时间对自行研制的低镍耐热铸钢组织和性能的影响。Thermo-Calc计算结果表明,降低Ni后的新钢种高温组织为奥氏体和铁素体双相组织;通过金相观察并辅助于Image Pro Plus统计软件表明,随着保温时间增加,双相组织中铁素体含量逐渐增多,且两相中存在富Cr区,并随保温时间增长,Cr-rich先在两相相界处(靠近奥氏体)聚集随后消失;当铁素体中的Mo含量达到0.40%(质量分数),基体中开始析出短杆状MC型碳化物(MoC);当试样在1140℃下保温40 min时,由于铁素体含量明显增加,分布更加均匀,且析出相的种类也由Nb_6C_5+M_(23)C_6增加为Nb_6C_5+M_(23)C_6+Mo C,其布氏硬度达到最高值。
