低合金钢耐磨材料组织和性能的研究

发布时间：2017-03-31 02:10

  本文关键词：低合金钢耐磨材料组织和性能的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在磨料磨损的工况条件下工作的低合金耐磨钢，不仅要求材质具有较高的硬度和韧性，还要有较好的的耐磨性，才能满足其使用性能的要求。本文根据冷筛板的工况条件及对其失效情况的分析，设计了4组低合金耐磨钢的成分，它们的Cr、Ni、Si、Mn、B、和Re的含量基本相同，改变了C和Mo元素的含量，设计了几组不同的淬火和回火温度，通过金相组织观察和X射线衍射仪分析了本试验材料在铸态和热处理后的显微组织；对本试验材料进行洛氏硬度测试，并测试了热处理后试验材料的冲击韧度，在ML-100型磨料磨损试验机上测试了热处理后试验材料的耐磨性能；用SEM对冲击试样的断口和磨损试样的表面形貌进行了扫描分析，并研究了磨粒尺寸对试验材料耐磨性能的影响。 试验结果如下：本低合金耐磨钢的铸态组织为珠光体组织，经淬火+回火的热处理工艺后其基体组织为板条状马氏体，另外还有少量的残余奥氏体，并且随着试验材料含碳量的增加其碳化物的数量增多，碳化物弥散的分布在基体上，可以增加实验材料的硬度，但对材料的韧性造成一定程度的损害。910℃淬火保温1小时，230℃回火保温两个小时后试验材料可以得到最佳的组织和性能，，硬度可达50HRC，冲击韧度a_k≥45J／cm~2，随着淬火温度的升高，试验材料的硬度增加，冲击韧度下降，并且在对冲击断口进行SEM扫描分析后发现，断口的韧窝较深，多为韧性断裂，在对热处理后的实验材料进行磨损实验后，发现试验材料的耐磨性随试样的硬度的增加而提高，对磨损试样的表面形貌进行SEM扫描分析，其磨损方式为微观切削机制，并且试验材料的耐磨性随着磨粒尺寸的增大而下降。 通过本次试验，获得了一种既有良好的强韧性及耐磨性，价格又低廉的耐磨材料。
【关键词】：低合金钢 耐磨性 热处理工艺 硬度 显微组织 断口形貌
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TG113
【目录】：

• 郑重声明3-4
• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 引言10-12
• 第1章 绪论12-26
• 1.1 研究耐磨材料的必要性12
• 1.2 国内外金属耐磨材料研究及应用现状12-21
• 1.2.1 耐磨铸铁13-17
• 1.2.2 耐磨铸钢17-20
• 1.2.3 耐磨低合金钢20-21
• 1.3 金属耐磨材料目前存在的问题21-22
• 1.4 金属耐磨材料的发展动向22
• 1.5 磨料磨损工况条件下研发钢铁耐磨材料应遵循的原则22-24
• 1.6 本文的研究内容及技术路线24-26
• 1.6.1 研究内容24
• 1.6.2 技术路线24-26
• 第2章 实验方法及实验条件26-41
• 2.1 试样制备26-37
• 2.1.1 冷筛板的磨损形式及主要失效形式26-28
• 2.1.2 磨料磨损工况条件下对冷筛板的材质要求28-30
• 2.1.3 实验材料的组织和性能的设计30-31
• 2.1.4 实验材料成分设计31-34
• 2.1.5 砂型制备34
• 2.1.6 炉料配比34-35
• 2.1.7 熔炼及浇注35-37
• 2.2 实验方法37-41
• 2.2.1 金相组织观察37
• 2.2.2 X射线衍射分析37
• 2.2.3 相变温度测定37-38
• 2.2.4 冲击韧度测定38
• 2.2.5 硬度测定38-39
• 2.2.6 耐磨性试验39-40
• 2.2.7 断口扫描40
• 2.2.8 磨损试样形貌扫描40-41
• 第3章 热处理工艺41-49
• 3.1 奥氏体化温度的测定41-42
• 3.2 热处理工艺的制定42-47
• 3.2.1 退火工艺的制定42
• 3.2.2 淬火工艺的制定42-44
• 3.2.3 淬火冷却介质的选择44-46
• 3.2.4 回火工艺的制定46-47
• 3.3 热处理工艺曲线47-49
• 第4章 实验结果分析49-64
• 4.1 实验材料化学分析结果49
• 4.2 金相组织分析49-51
• 4.2.1 试样的铸态组织49-50
• 4.2.2 热处理后试样的金相组织50-51
• 4.3 X射线衍射分析51-52
• 4.4 力学性能分析52-56
• 4.4.1 试样在铸态下的力学性能52-53
• 4.4.2 热处理后试样的力学性能53-56
• 4.5 试样断口扫描分析56-59
• 4.6 试样的耐磨性分析59-64
• 4.6.1 试样的耐磨性59-60
• 4.6.2 磨粒尺寸对材料耐磨性的影响60-62
• 4.6.3 试验材料的磨损机理分析62-64
• 第5章 结论与展望64-66
• 5.1 结论64
• 5.2 展望64-66
• 参考文献66-69
• 致谢69-70
• 攻读硕士学位期间发表的论文70

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 杨杨;孙玉福;赵靖宇;于广文;时爱菊;;Nb对ZG45Cr2MnSiMo组织和性能的影响[J];铸造技术;2008年01期

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1 曹艺;王昭东;吴迪;王国栋;;高强低合金NM400耐磨钢板的轧制及热处理工艺实验研究[A];2009年全国高品质热轧板带材控轧控冷与在线、离线热处理生产技术交流研讨会文集[C];2009年

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3 李娄明;大型多元低合金铸钢锤头的制备及组织性能调控技术研究[D];湖南大学;2011年

4 曾智灵;一种新型连铸机铸钢拉矫辊的热结构受力分析[D];中南大学;2008年

5 贾祥才;热处理工艺对高强高韧低合金钢组织和性能的影响[D];郑州大学;2012年

6 康凯;重载起重机履带板用钢热处理工艺及性能研究[D];大连理工大学;2012年

7 崔小毅;基于铸坯的环件辗扩热处理工艺研究[D];太原科技大学;2012年

8 周振洲;用含硼生铁制备硼钢与硼钢性能基础研究[D];东北大学;2010年

9 杜杰敏;挖掘机耐磨铲齿材质的研究[D];佳木斯大学;2012年

10 李超;弹壳材料局部激冷改善破片性能的研究[D];沈阳工业大学;2013年

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本文编号：278634