低碳馬氏體鋼重型鑿巖釬桿的研制

1、低碳馬氏體鋼重型鑿巖釬桿的研制低碳馬氏體鋼重型鑿巖釬桿的研制肖上工王儀康(漣源鋼鐵有限公司)(中科院金屬研究所)摘要介紹了重型液壓鑿巖機(jī)釬桿專用低碳馬氏體鋼(27SiMnNi2CrMoA)的成分設(shè)計(jì)和工藝要點(diǎn)、現(xiàn)場(chǎng)鑿巖試驗(yàn)結(jié)果、顯微組織特征、強(qiáng)度和韌性配比關(guān)系、可以通過空冷對(duì)釬桿強(qiáng)韌化處理等特點(diǎn)。關(guān)鍵詞低碳馬氏體鋼殘余奧氏體鑿巖釬桿液壓鑿巖機(jī)LOWCARBONMARTENSITESTEELFROCKDRILLINGRODXIAOShan

2、ggong(LianyuanIronSteelCoLtd.)WANGYikang(InstituteofMetalResearchAcademiaSinica)ABSTRACTAdirllsteel27SiMnNi2CrMoAfthehighcapacityhydraulicrockdrillhasbeendeveloped.Introduceddiscussedare:itsalloyingdesignproductiontechni

3、quefieldtestresultsmicrostructurefeaturesstrengthtoughnesscombinationacteristicsinheattreatmenti.e.strengtheningtougheningthroughaircooling.KEYWDSlowcarbonmartensitesteelretainedaustensiterockrollingrodhydraulicrockdrill

4、液壓鑿巖機(jī)是新型高效率鑿巖機(jī)械，我國(guó)自1975年以來(lái)先后從國(guó)外引進(jìn)了1200余臺(tái)重型液壓鑿巖機(jī)，這種鑿巖機(jī)最大沖擊功率是根據(jù)當(dāng)時(shí)鑿巖釬具用合金鋼和制造工藝所能達(dá)到極限承受水平確定的，是在現(xiàn)代鑿巖波動(dòng)力學(xué)、材料科學(xué)最新成就基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的［1］，因此對(duì)所需釬具(釬頭和釬桿等)提出了更高的要求。本文報(bào)道了重型鑿巖機(jī)釬桿用低碳馬氏體鋼(27SiMnNi2CrMoA)研制經(jīng)過和所制造的鑿巖機(jī)用釬桿鑿巖試驗(yàn)結(jié)果。1對(duì)重型鑿巖機(jī)用鋼的要求和成分設(shè)計(jì)

5、對(duì)重型鑿巖機(jī)用鋼的要求和成分設(shè)計(jì)1.11.1對(duì)重型鑿巖機(jī)釬桿用鋼的要求2重型鑿巖釬桿用鋼和釬桿的生產(chǎn)工藝重型鑿巖釬桿用鋼和釬桿的生產(chǎn)工藝工藝流程：堿性電弧爐冶煉→模鑄(鋼包吹氬、喂絲)→φ650軋機(jī)開坯→中空鋼軋制→制釬。工藝要點(diǎn)：①該鋼白點(diǎn)敏感性強(qiáng)，故生產(chǎn)中采用低氫冶煉，鋼錠、鋼坯亦采用緩冷工藝；②穿拔中空鋼時(shí)控制冷卻速度，以控制成品硬度；③制釬工藝的關(guān)鍵在于熱處理和表面強(qiáng)化處理，具體熱處理工藝見表1。3鋼釬鑿巖試驗(yàn)結(jié)果鋼釬鑿巖試驗(yàn)

6、結(jié)果3.13.1不同材質(zhì)釬桿壽命對(duì)比試驗(yàn)試驗(yàn)在長(zhǎng)沙礦冶研究院釬桿壽命試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行［3］。試驗(yàn)材料為55SiMnMo、24SiMnNi2GrMoA和27SiMnNi2CrMoA鋼，試驗(yàn)釬規(guī)格、長(zhǎng)度為JB28—28322500mm，液壓鑿巖機(jī)型號(hào)為YYG—80A，沖擊頻率2500Hz。試驗(yàn)結(jié)果表明，目前國(guó)內(nèi)通用的55SiMnMo鋼釬桿壽命不穩(wěn)定，穩(wěn)定系數(shù)(最高壽命最低壽命)高達(dá)5.91，考核JB28釬桿的一項(xiàng)重要指標(biāo)——30min以上壽命存

7、活率僅為42.5%；國(guó)內(nèi)通用鑿巖釬頭用鋼24SiMnNi2CrMoA制釬桿的30min以上壽命存活率可達(dá)100%，但發(fā)現(xiàn)釬桿尾端有明顯的“堆頂”現(xiàn)象，并在端面發(fā)生大量麻點(diǎn)狀剝落；用27SiMnNi2CrMoA鋼制造的釬桿壽命最高，釬尾也沒有堆頂現(xiàn)象［4］。3.23.2重型鑿巖機(jī)釬桿現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)(1)自貢試驗(yàn)試驗(yàn)地點(diǎn)：四川省自貢市富臺(tái)山隧道試驗(yàn)時(shí)間：1988年2月巖石性質(zhì)：堅(jiān)固砂頁(yè)巖，f8～10，斷層多鑿巖機(jī)型號(hào)：COP1038HD沖擊功：3

8、40J沖擊頻率：3800次min釬桿規(guī)格、長(zhǎng)度：JB32—32384300mm共投入試驗(yàn)釬4支，平均壽命717m，穩(wěn)定系數(shù)為1.98，用戶認(rèn)為此批試驗(yàn)釬優(yōu)于國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品。(2)三山島金礦試驗(yàn)試驗(yàn)地點(diǎn)：山東省三山島金礦試驗(yàn)時(shí)間：1989年12月～1990年1月巖石性質(zhì)：黃鐵礦石英巖，f12～14鑿巖機(jī)型號(hào)：水星—300沖擊功：300J沖擊頻率：3000次min釬桿規(guī)格、長(zhǎng)度：JB32—32384270mm共投入6支試驗(yàn)釬，平均壽命1121