高铬铸铁复合锤头热处理组织和性能的研究

发布时间：2017-04-02 04:08

  本文关键词：高铬铸铁复合锤头热处理组织和性能的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本课题通过热处理实验、硬度测试、冲击试验、金相组织观察、X射线衍射分析及扫描电镜分析等研究了碳钢与高铬铸铁液-液复合和固-液复合生产锤头材料的组织和性能,并进行了锤头的矿山试验。结果表明,三种不同铬含量的高铬铸铁锤头铸态硬度随铬含量的增加而增加。KmTBCr26NiMo(Cr26)硬度最高,HRC55,KmTBCr22NiMo (Cr22)次之,RC49, KmTBCr18NiMo (Cr18)最低,HRC38。正火热处理可以提高实验材料硬度,三种高铬铸铁基体硬度在563～642HV,碳化物硬度范围在1220.0～2226.0HV。初析M7C3碳化物六边形横截面显微硬度要高于纵截面显微硬度。 正火+200℃x2h回火热处理,Cr18金相组织为回火马氏体+共晶碳化物+残余奥氏体。共晶碳化物类型为M7C3型,呈板条状或断续状分布。Cr22、Cr26型铸铁金相组织为回火马氏体+碳化物+残余奥氏体,组织中碳化物类型为M7C3型碳化物,初析碳化物呈六方杆状独立分布在基体中,截面为六边形,共晶碳化物呈板条状或菊花状分布。 对于Cr22铸铁,950℃×2h随炉冷至820℃×4h随炉冷至720℃×4h炉冷和1050℃x4h随炉冷至720℃×10h炉冷到室温的软化工艺,具有较好的软化效果,硬度由铸态的HRC49降到HRC40,Cr26热处理软化效果较差。高铬铸铁铬含量越高,软化越困难。 Cr22高铬铸铁正火温度加热温度在980℃～1040℃时,实验材料硬度较高。经热处理工艺980℃×0.5h正火+200℃×4h回火处理后,高铬铸铁的硬度和冲击韧性得到较好的匹配,其值分别为62.5HRC和6J/cm2。组织主要由马氏体、共晶碳化物、二次碳化物和残余奥氏体组成。实验材料冲击试样断裂特征为解理断裂+准解理断裂机制。 固-液复合锤头碳钢复合界面附近组织中铁素体呈网状分布在晶界处。组织中珠光体比例增加,说明高温下铸铁组织中的碳向铸钢部分进行扩散。液-液复合铸造锤头,复合的结合面要比固-液结合面好。液-液复合高铬铸铁中的Cr、C通过复合面向碳钢部分发生扩散,液-液复合面硬度分布平缓。矿山试验结果表明,高铬铸铁-碳钢复合锤头使用寿命高于高锰钢锤头,具有较高的性价比。
【关键词】：破碎机锤头 高铬铸铁 铸造碳钢 复合铸造 热处理 组织与性能
【学位授予单位】：西安工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TG163
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 主要符号表8-9
• 1 绪论9-19
• 1.1 引言9
• 1.2 破碎机锤头的磨损机制9-10
• 1.3 锤头耐磨材料的种类10-15
• 1.3.1 高锰钢10-11
• 1.3.2 低合金钢11
• 1.3.3 高铬铸铁11-15
• 1.4 复合锤头制造种类及其使用性能15-17
• 1.4.1 液-液复合法16
• 1.4.2 固-液复合法16-17
• 1.4.3 焊接复合法17
• 1.5 课题研究的目的和意义17
• 1.6 课题研究的主要内容17-19
• 2 实验过程19-23
• 2.1 实验材料化学成分19
• 2.2 锤头的熔铸工艺19-22
• 2.3 实验材料的热处理工艺22
• 2.4 力学性能测试22
• 2.5 金相组织及冲击试样断口形貌观察、物相分析22-23
• 3 锤头用几种不同铬含量的高铬铸铁组织和性能23-31
• 3.1 热处理工艺23
• 3.2 实验内容及其结果分析23-29
• 3.2.1 铸态锤头材料硬度测试结果23
• 3.2.2 热处理后洛氏硬度测试结果23-24
• 3.2.3 热处理试样显微硬度测试结果24-26
• 3.2.4 热处理试样的冲击韧性测试结果26
• 3.2.5 实验材料热处理后的金相显微组织26-29
• 3.3 本章小结29-31
• 4 Cr22高铬铸铁的热处理组织与性能的研究31-53
• 4.1 实验内容及其结果分析31-51
• 4.1.1 热处理加热温度对组织和性能影响31-35
• 4.1.2 热处理加热保温时间对组织和性能影响35-40
• 4.1.3 不同温度回火实验结果及其分析40-46
• 4.1.4 实验材料回火保温时间对组织和力学性能的影响46-51
• 4.2 本章小结51-53
• 5 高铬铸铁软化热处理工艺的研究53-66
• 5.1 高铬铸铁热处理软化工艺的制定53-56
• 5.2 实验结果及其分析56-65
• 5.2.1 两种试验材料的硬度测试结果及分析56-57
• 5.2.2 不同热处理工艺对其冲击韧性的影响57
• 5.2.3 实验材料不同热处理软化工艺的金相组织57-63
• 5.2.4 冲击断口形貌扫描电镜分析63
• 5.2.5 XRD物相分析63-65
• 5.3 本章小结65-66
• 6 复合铸造锤头的组织与性能的研究66-82
• 6.1 碳钢-高铬铸铁固-液复合铸造锤头组织和性能的研究66-72
• 6.1.1 双金属复合锤头生产66
• 6.1.2 固-液复合界面和两种复合材料的硬度66-67
• 6.1.3 实体锤头高铬铸铁的冲击试验结果67-68
• 6.1.4 复合锤头金相组织68-70
• 6.1.5 XRD物相分析70-71
• 6.1.6 扫描电镜(SEM)分析结果71-72
• 6.2 碳钢-高铬铸铁液-液复合铸造锤头组织和性能的研究72-81
• 6.2.1 复合面宏观硬度的测定72-73
• 6.2.2 复合材料组织显微硬度的测定结果73-74
• 6.2.3 金相组织观察和分析74-77
• 6.2.4 XRD物相分析77-78
• 6.2.5 SEM能谱分析78-79
• 6.2.6 复合铸造锤头缺陷分析79-80
• 6.2.7 复合铸造锤头的应用80-81
• 6.3 本章小结81-82
• 7 结论82-83
• 参考文献83-85
• 攻读硕士学位期间发表的论文85-86
• 致谢86-88

【参考文献】

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