活塞環(huán)用新型合金材料的組織結(jié)構(gòu)分析

活塞環(huán)是現(xiàn)代汽車發(fā)動機的關(guān)鍵部件之一。由于現(xiàn)代發(fā)動機的功率越來越高，且柴油和汽油發(fā)動機的活塞結(jié)構(gòu)高度降低，故應(yīng)用于其中的活塞環(huán)的軸向高度也必須相應(yīng)降低，這些改變要求提高活塞環(huán)側(cè)面的強度和耐磨性。過去普通的鑄鐵材料甚至是球墨鑄鐵活塞環(huán)已不能滿足此要求，由于鋼質(zhì)活塞環(huán)在機械性能上較鑄鐵類活塞環(huán)有較大優(yōu)勢，現(xiàn)已在各種類型的發(fā)動機上得到應(yīng)用。本項工作采用一種新型的活塞環(huán)用高鉻合金鋼材料，并通過熔鑄、鍛造、熱軋和冷拉工藝得到了用于生產(chǎn)活塞環(huán)的盤條，并分析研究了在成型過程中不同狀態(tài)退火后的微觀組織結(jié)構(gòu)。

實驗材料為一種新型合金鋼，對其電渣重熔態(tài)鑄錠進行化學(xué)成分檢測，結(jié)果為（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）：C0.65，Si0.40，Mn0.30，Cr17.50，Mo1.00，V0.10，Nb0.09，F(xiàn)e余量。工藝流程：真空感應(yīng)熔煉→電渣重熔→熱鍛→退火→熱軋→多道次冷拉→退火。

本實驗采用VIM和ESR聯(lián)合冶煉的方式制備鋼錠，溫度為1570℃，ESR渣池材料采用CaF2-Al2O3（70∶30）渣系，水冷結(jié)晶器和底水箱均用銅質(zhì)。熱鍛、熱軋溫度為1150℃，熱軋的產(chǎn)品為Φ8.0mm的盤條。冷拉尺寸變化為Φ8.0mm→Φ7.8mm→Φ7.2mm→Φ6.7mm→Φ5.8mm→Φ5.3mm→Φ4.5mm。中間退火制度為：退火溫度860℃，退火時間4h，冷卻方式均為先從退火溫度隨閉爐冷卻至538℃，然后開爐隨爐冷卻至350℃。采用金相、SEM、EDS等技術(shù)，分析不同狀態(tài)的微觀組織結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明：

（1）電渣重熔和真空熔煉態(tài)合金鋼的微觀組織中元素嚴(yán)重偏析，主要偏析元素為C、Cr、Mo、Fe，其中電渣重熔態(tài)偏析區(qū)成條狀分布，較真空熔煉態(tài)更為嚴(yán)重。