中碳低合金耐磨钢成分及热处理工艺的研究

发布时间：2017-03-20 16:05

  本文关键词：中碳低合金耐磨钢成分及热处理工艺的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：全世界每年有三分之一到二分之一的材料会因为磨损而消耗掉，而在目前的耐磨材料中，耐磨钢的使用最为广泛，因此通过对耐磨钢的深入研究来提升材料的耐磨性具有重要的意义。 本文以矿山用耐磨管道为研究对象，以中碳低合金钢为基础来研究一种新型的耐磨钢。本文设计了4种不同化学成分的试验钢，4种试验钢在C、Mn元素不变的情况下，通过改变Si、Cr、Mo元素含量，分析比较试验钢在轧制后的金相组织和力学性能。从4种试验钢中选择1种硬度和冲击韧性匹配最好的材料进行后续的热处理试验。本文分别在800℃、850℃、900℃和950℃加热，保温50min、80min、110min、140min淬火，然后在300℃、340℃、380℃、420℃、460℃温度下进行回火，热处理后测量试验钢的冲击性能和硬度值，利用磨损实验机测定试验钢的耐磨性能，利用扫描电镜、金相显微镜来观察试验钢的冲击断口形貌、磨损形貌及试验钢的金相组织。通过对比不同热处理工艺下各项性能指标确定最合理的热处理工艺制度，并进行了工业试制。 通过对不同合金含量耐磨钢的轧态显微组织和力学性能进行研究，结果表明：含有0.30%C，0.73%Si，1.38%Mn，0.91%Cr，，0.32%Mo的1号试验钢轧态组织为板条状马氏体+少量贝氏体+部分珠光体的整合组织，洛氏硬度为48HRC，-20℃的低温冲击功为17J，综合对比后发现1号试验钢的各项性能匹配较好，因此1号试验钢可以作为用户要求的耐磨钢优选钢种。 通过对1号试验钢进行热处理发现，试验钢的最佳热处理温度为：淬火温度850℃，回火温度420℃。在该热处理工艺下，该钢种的硬度为46HRC，冲击值为64J，通过对冲击断口进行扫描电镜分析后发现，断口处的韧窝较多。 对4组试验钢进行了耐磨试验，试验后利用扫描电镜对冲击断口的形貌进行观察发现，试验钢的耐磨性基本与试验钢的硬度成正比。 对1号试验钢进行了工业试制，试制后钢管的尺寸精度和力学性能均满足用户要求，因此通过本次试验成功的获得了良好性能的耐磨钢管。
【关键词】：耐磨钢 化学成分 热处理 耐磨试验
【学位授予单位】：内蒙古科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TG161;TG142.72
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 引言9-10
• 1 文献综述10-26
• 1.1 金属耐磨材料的发展状况10-16
• 1.1.1 耐磨铸铁的发展历史10-14
• 1.1.2 耐磨钢的发展状况14-16
• 1.2 材料磨损的原理16-20
• 1.2.1 概述16-18
• 1.2.2 磨料磨损18-19
• 1.2.3 影响磨料磨损的因素19-20
• 1.2.4 耐磨材料的技术要求20
• 1.3 合金元素及热处理工艺对低合金耐磨钢性能的影响20-25
• 1.3.1 合金元素对低合金耐磨钢性能的影响20-22
• 1.3.2 热处理工艺对低合金耐磨钢性能的影响22-25
• 1.4 本课题的研究的目的和意义25-26
• 2 研究内容及过程26-30
• 2.1 低合金耐磨试验钢化学成分的设计依据26-27
• 2.2 试验钢种化学成分27-28
• 2.3 试验钢的冶炼及成分检测28
• 2.4 试验钢的轧制28
• 2.5 试验钢相变点的测定及热处理28-29
• 2.6 试验钢的金相组织观察29
• 2.7 试验钢的力学性能检测及分析29
• 2.8 试验钢耐磨性能测试29-30
• 3 合金元素对试验钢轧态组织和性能的影响30-36
• 3.1 合金元素对试验钢轧制态显微组织的影响30-31
• 3.2 合金元素对试验钢轧制态力学性能的影响31-34
• 3.2.1 轧态试验钢的力学性能31-33
• 3.2.2 轧态试验钢的低温冲击断口形貌33-34
• 3.3 小结34-36
• 4 淬火工艺对试验钢组织和力学性能的影响36-44
• 4.1 试验钢的相变点36-38
• 4.2 淬火保温时间对试验钢组织的影响38-39
• 4.3 淬火加热温度对试验钢组织的影响39-42
• 4.3.1 试验钢淬火后的显微组织39-41
• 4.3.2 不同温度淬火相同温度回火对试验钢组织的影响41-42
• 4.4 淬火温度对试验钢力学性能的影响42-43
• 4.5 小结43-44
• 5 不同的回火温度对试验钢组织和力学性能的影响44-49
• 5.1 回火温度对试验钢组织的影响44-45
• 5.2 回火温度对试验钢力学性能的影响45-46
• 5.3 冲击断口形貌分析46-48
• 5.4 小结48-49
• 6 试验钢磨损性能的测试49-53
• 6.1 试验钢磨损的评定方法49
• 6.2 不同化学成分试验钢在轧制态下的磨损试验结果49-51
• 6.2.1 4 种不同化学成分试验钢在轧制态下的磨损试验结果49-50
• 6.2.2 4 种不同化学成分试验钢在轧制态下的磨损形貌分析50-51
• 6.3 1 号试验钢在不同热处理工艺下的磨损试验结果51-53
• 6.3.1 1 号试验钢在不同热处理工艺下的磨损试验结果51
• 6.3.2 1 号试验钢在不同热处理工艺下的的磨损形貌分析51-53
• 7 耐磨钢管的工业化试制53-59
• 7.1 圆坯试制53-54
• 7.2 无缝管试制54-59
• 7.2.1 环形炉加热54-55
• 7.2.2 形穿孔机55-56
• 7.2.3 三辊 PQF 连轧机组56-57
• 7.2.4 张力减径机组57
• 7.2.5 热处理57-59
• 结论59-60
• 参考文献60-64
• 在学研究成果64-65
• 致谢65

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：258044