Application de la nouvelle technologie MQ-PT aux billes de broyage à boyau blanc (3)
3.Discuter
D'une part, l'ajout de chrome dans les billes de broyage de fonderie diminue la teneur en carbone du point eutectique et la surface austénite dans le diagramme de phases. D'autre part, la structure du carbure passe d'un type réticulé M3C à un type isolé M7C3, et sa dureté augmente, passant de 850 à 1100 hv pour M7C3 à M, C et de 1300 à 1500 hv pour M7C3, améliorant ainsi la résistance à l'usure et la ténacité. Des carbures eutectiques M7C3 stables peuvent être obtenus facilement en ajoutant 10% à 25% CR à une matrice contenant 2% à 3% C lors d'un traitement thermique conventionnel.
En observant la surface, les rayons de 0,5 (0,5 R) et le centre de la bille de broyage coulée au microscope optique, on peut constater que la structure originale de la bille coulée est composée de lédéburite à température ambiante, de perlite et de carbure eutectique réticulé, comme le montre la Fig. 4(a) ~ (c).
Les figures 4(d) à (f) présentent la microstructure de la martensite revenue (bainite), de l'austénite résiduelle, des carbures eutectiques et des carbures secondaires dispersés après traitement MQ-PT. À l'état brut de coulée, les carbures eutectiques sont grossiers et entrelacés, et la matrice est divisée. La structure LEDEBURITE se forme avec la perlite lamellaire subséquente ; après traitement MQ-PT, les carbures sont affinés et dispersés (comme illustré aux figures 4(e) et (f). Parallèlement, la microstructure de la matrice est affinée. Les grains affinés sont renforcés après le traitement MQ-PT, ce qui contribue à améliorer la résistance à l'usure et les propriétés mécaniques des billes de broyage.
Les figures 4(g) à (i) représentent la microstructure de la surface, 0,5 R, et le centre de la bille coulée après refroidissement à l'air, respectivement. Il s'agit de carbure eutectique, de carbure secondaire et de perlite noire. Comme le montrent les figures 4(j) à (l), la microstructure de la surface, 0,5 R, et du centre de la bille de broyage de fonderie à haute teneur en chrome après trempe à l'huile est composée de carbure eutectique, de carbure secondaire, de martensite et d'austénite. Comme le montre la figure 4, le centre de la bille de broyage est beaucoup plus grossier que la surface en raison de la ségrégation des composants lors de la coulée.
La microstructure d'origine après moulage présentait des dendrites sombres et des carbures eutectiques squelettiques brillants répartis entre les dendrites au microscope optique. Les dendrites proviennent de la transformation proeutectique de l'austénite. La microstructure des échantillons MQ-PT et NOR est similaire à celle des échantillons après moulage, et ils présentent toujours des carbures eutectiques nets et des dendrites formés par la transformation de l'austénite eutectique, mais la microstructure entre les dendrites ne peut être distinguée. Par conséquent, une caractérisation plus poussée a été réalisée par MEB. La figure 5 est l'image numérisée d'une bille coulée de rayon 0,5 après différents traitements. La quantité de carbures secondaires dans l'échantillon MQ-PT (Fig. 5(b)) est beaucoup plus importante que dans les échantillons d'autres procédés (Fig. 5(b) à (d)).
L'austénite et la martensite résiduelles des échantillons MQ-PT ne peuvent être distinguées par MEB. L'image de champ MET et la diffraction électronique à aire sélectionnée sont donc utilisées pour caractériser les échantillons MQ-PT, comme illustré à la figure 6. Les structures du MQ-PT comprennent : (a) carbures secondaires ou eutectiques HCPM7C3 ; (b) nanofeuillets, billes d'espacement, corps légers ; (c) martensite maclée ; (D) austénite résiduelle, austénite et martensite à dislocations. Grâce aux spectres de diffraction électronique à aire sélectionnée, leur corrélation de phase Nishiyama-Wasserman est la suivante : [001] < 011] , (110)//(111) . Deux points doivent être soulignés. Selon la morphologie, la perlite, dans l'alliage M3C carbure, et le carbone secondaire M7C3, carbure. L'autre est la formation de dislocations à faible teneur en carbone de type Ma, austénite et de jumelles à haute teneur en carbone, martensite cristalline, indiquant que le carbone de l'austénite n'est pas uniformément distribué.
4.Conclusion
1) Dans le but d'éviter les fissures et les défaillances, l'eau et l'air sont utilisés pour la première fois comme milieu de trempe pour réaliser la trempe et le traitement de billes coulées en chrome de 80 mm de haut, remplaçant efficacement l'huile, le sel et un autre agent de trempe pour réaliser une émission zéro.
2) Comparé au traitement traditionnel de trempe à l'huile et de normalisation, le procédé MQ-PT permet d'obtenir des billes coulées à haute teneur en chrome, sans perte de dureté et d'uniformité. Ceci est principalement dû au procédé MQ-PT, qui permet d'obtenir de la fonte à haute teneur en chrome, une matrice martensitique et une grande quantité de carbure secondaire M7C3 raffiné.
3) Après traitement par MQ-PT, la ténacité moyenne aux chocs est de 12,6 J/cm, soit environ 4 fois celle obtenue avec un refroidissement à l'air et 2 fois celle obtenue avec une trempe à l'huile. L'étude de la microstructure montre que l'amélioration de la ténacité après traitement MQ-PT est liée à une teneur importante en martensite à faible teneur en carbone et en austénite stable riche en carbone.
