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阐述耐磨性高韧性多元合金耐磨钢中专

收藏本文 2024-01-14 点赞:6316 浏览:20615 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:鉴于制造破碎机锤头、衬板等矿山机械的材料必须具有硬度高、韧性好的特点,本论文研发了两种耐磨钢:低碳合金耐磨钢和中碳合金耐磨钢。在化学成分上:为了保证耐磨钢具有较高的淬透性和较好的韧性,将低碳合金耐磨钢的Ni、Mo含量调整为1.0%和0.5%,中碳合金耐磨钢的Ni、Mo含量调整为0.5%和0.3%。由于耐磨材料有时要服役于湿磨工况性,材料需要具有较好的耐腐蚀性能,中碳合金耐磨钢中加入了0.597%的Cu,提升了电极电位以而增强了材料的耐腐蚀性能。在制备工艺上,采取RE-Si-Ca以及钛铁对熔炼后的钢液进行复合变质处理,厚大试样进行合理的退火、淬火和回火处理。对经过处理的试样测试了其硬度、冲击韧性,并对用扫描电镜浅析了冲击试样的断口形貌和磨损试样的磨损表面形貌。结果表明低、中碳合金耐磨钢均具有较好的淬透性与较好的综合力学性能;低碳合金钢的断口形貌体现为大量韧窝为韧性断裂。就磨损表面形貌而言,属于显微切削和塑性疲劳磨损;中碳合金钢的断口形貌为大量的解理和准解理断口,韧性低、硬度高为脆性断裂,磨损形式更多体现为疲劳剥落和脆性脱落。试验结果表明,所探讨的试验钢在相对应的热处理条件下具有较好的耐磨性和耐腐蚀性能,符合不同工况条件下耐磨材料的性能要求。(1)厚断面试样钢经过热处理后,低碳合金耐磨钢的金相组织为板条马氏体和少量弥散分布的碳化物,中碳合金耐磨钢为大量板条马氏体和少量的片状马氏体组织+残余奥氏体+碳化物,这样的显微组织保证了钢具有较好的综合力学性能。其中,低碳合金耐磨钢在960℃/3h+260℃/4h时硬度为HR8.74,冲击韧性值为αKV=42.47J/cm~2;中碳合金耐磨钢在910℃/3h+370℃/4h时硬度为HR8.94,冲击韧性值为αK=34.67J/cm~2;(2)在相同的冲击磨料磨损条件下,由于低碳合金耐磨钢的硬度比中碳合金耐磨钢低,材料磨损率更大,试样钢的耐磨性差;(3)腐蚀实验验证了两种钢的耐腐蚀性能。在5%HCl溶液中,低碳合金钢的腐蚀率是中碳合金钢2倍左右,这是因为两种钢的腐蚀类型为化学腐蚀,腐蚀程度大,低碳合金耐磨钢中Cr元素的钝化能力未能体现出来,而中碳合金耐磨钢中的Cu元素却增加了基体的电极电位提升了材料的耐腐蚀性能。在5%NaOH和5%NaCl溶液中,两种钢的腐蚀类型为电化学腐蚀,由于NaCl溶液中含有易于引起点蚀的Cl-而腐蚀率稍大外,试样在这两种溶液中的腐蚀率相对在盐酸溶液中要低很多。关键词:耐磨钢论文化学成分论文热处理论文耐磨性论文耐腐蚀性论文

    摘要5-7

    ABSTRACT7-9

    致谢9-13

    插图清单13-14

    表格清单14-15

    第一章 绪论15-23

    1.1 材料磨损概述15

    1.2 金属耐磨材料进展历史及探讨近况15-19

    1.2.1 耐磨铸铁15-17

    1.2.1.1 普通白口铸铁15-16

    1.2.1.2 镍硬铸铁16

    1.2.1.3 铬系白口铸铁16-17

    1.2.1.4 贝氏体基体型耐磨球铁17

    1.2.2 耐磨钢17-19

    1.2.2.1 高锰钢17-18

    1.2.2.2 超高锰钢18

    1.2.2.3 变质中锰耐磨钢18-19

    1.2.2.4 低、中合金耐磨钢19

    1.3 磨损机理及对耐磨材料力学性能的要求19-20

    1.3.1 磨粒磨损机理19

    1.3.2 耐磨材料力学性能的要求19-20

    1.4 耐磨材料探讨的方向20-21

    1.5 常用的耐磨材料热处理工艺21

    1.6 本论文探讨的内容和作用21-23

    第二章 试验历程和策略23-30

    2.1 试验探讨用耐磨钢的制备及探讨思路23

    2.2 化学成分设计23-25

    2.2.1 化学成分对耐磨钢性能的影响23-25

    2.2.2 化学成分设计25

    2.3 试验钢组织设计25-26

    2.4 试验材料配料、熔炼与浇注26

    2.4.1 配料26

    2.4.2 熔炼、浇注与制样26

    2.5 热处理工艺26-30

    2.5.1 奥氏体化工艺的选择27

    2.5.1.1 奥氏体化温度27

    2.5.1.2 奥氏体化保温时间27

    2.5.2 淬火介质的选择27-28

    2.5.3 回火工艺的确定28-30

    2.5.3.1 回火温度29

    2.5.3.2 回火时间29

    2.5.3.3 回火冷却方式29-30

    第三章 耐磨钢热处理工艺的探讨30-37

    3.1 钢的金相组织浅析30-34

    3.1.1 铸态组织30-31

    3.1.2 热处理后的金相组织31-34

    3.2 钢的力学性能浅析34-35

    3.2.1 钢的奥氏体化温度的影响34

    3.2.2 钢的回火温度的影响34-35

    3.3 本章小结35-37

    第四章 厚断面耐磨钢热处理工艺的探讨37-45

    4.1 两种耐磨钢的退火预处理37

    4.2 厚断面耐磨钢的淬火+回火处理工艺37-40

    4.2.1 钢的淬透性浅析38-39

    4.2.2 两种试验钢的淬透性39-40

    4.3 两种钢热处理后的显微组织40-42

    4.4 钢的力学性能浅析42-43

    4.5 钢的冲击断口形貌浅析43-44

    4.6 本章小结44-45

    第五章 耐磨钢的耐磨性能探讨45-52

    5.1 磨损的分类45

    5.1.1 切削磨损45

    5.1.2 疲劳磨损45

    5.1.3 脆断磨损45

    5.2 磨损试验45-48

    5.2.1 磨损试样46

    5.2.2 磨料磨损试验中磨粒的选择46

    5.2.3 磨损试验及结果浅析46-48

    5.3 化学成分和热处理工艺对耐磨性能的影响48-49

    5.4 耐磨材料磨损后的表面 SEM 形貌浅析49-51

    5.5 本章小结51-52

    第六章 耐磨钢耐腐蚀性能探讨52-59

    6.1 前言52-53

    6.2 腐蚀试验53

    6.3 试验结果与浅析53-57

    6.3.1 试验结果53-54

    6.3.2 数据浅析54-56

    6.3.3 化学成分和热处理工艺对腐蚀性能的影响56-57

    6.4 本章小结57-59

    第七章 全文总结与展望59-61

    7.1 结论59-60

    7.2 展望60-61

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