高碳铸钢丸是应用最为广泛的抛喷丸清理与强化用金属磨料,适用于汽车、造船、铁路机车、飞机、桥梁、集装箱、机械制造、钢结构、压力容器、石材等行业的金属表面抛喷丸清理及强化。本文将着重研究高碳铸钢丸的离心雾化凝固过程、一次淬火+100～700℃回火、760～900℃二次淬火以及840℃二次淬火+150～650℃回火的热处理过程、粒度与热处理条件对欧文寿命的影响以及磨损失效形式与失效过程;分别采用碳硫分析仪及硅锰磷分析仪、金相显微镜、维氏显微硬度计、欧文寿命试验机、实验筛对高碳铸钢丸的化学成分、金相组织、硬度、欧文寿命、粒度等技术指标进行测定,并用X射线衍射仪、高温差热分析仪、扫描电子显微镜分别进行物相分析、差热分析以及磨损失效形式的观察,利用上述技术指标来表征高碳铸钢丸性能的变化。结果表明:铸态(一次淬火)高碳铸钢丸金相组织为片状马氏体+残余奥氏体,存在严重树枝晶状成分偏析;当对铸态高碳铸钢丸进行直接回火处理时,回火温度从100℃升高至700℃,金相组织逐渐转变为回火马氏体、回火屈氏体和回火索氏体,硬度从HRC65降到HRC25,且在350～650℃时出现沿原奥氏体树枝晶晶界分布的网状弥散细小碳化物。对铸态高碳铸钢丸进行840℃二次淬火可消除成分偏析得到细小的隐晶马氏体+弥散分布的未溶碳化物+少量残余奥氏体,硬度为HRC60,880℃二次淬火时,温度过高,淬火得到粗大马氏体+残余奥氏体。840℃二次淬火+150～650℃回火,金相组织逐渐转变为回火马氏体、回火屈氏体和回火索氏体,硬度降低,韧性和抗冲击性提高,面秋法表征的欧文寿命不断提高,据得到的硬度与回火温度曲线可调节回火温度,以满足客户的硬度需要;欧文寿命也受颗粒尺寸的影响,尺寸越小,欧文寿命越高。高碳铸钢丸磨损失效形式分为脆性断裂、表层剥落、心部脱落以及大块开裂四种,用重量比Gf/Gt来表征各磨损形式的比例并反映损耗情况,建议将Gf/Gt及欧文寿命技术指标加入到相关标准中,以利于用户更好的选用合适的磨料和生产商改进生产工艺及提高磨料品质;高碳铸钢丸的磨损失效过程可归纳为低周次循环下,发生表层剥落,颗粒重量损失较小;高周次循环下,表层剥落逐渐演变为心部脱落,引起的质量损失大,高碳铸钢丸理想的磨损失效形式应为表层剥落;但高碳铸钢丸的上述磨损形式的产生与诸多因素有关,包括热处理条件、抛打次数、组织缺陷、粒度、靶的硬度及抛喷速度与角度等。