耐磨復(fù)合鋼管耐磨層用鋼的研究與開發(fā).pdf

1、目前，國內(nèi)針對耐磨鋼的研究大多集中在普通環(huán)境中所使用的耐磨鋼，針對耐磨復(fù)合鋼管這一特殊使用前提下的耐磨鋼研究與開發(fā)鮮有報(bào)道，本論文結(jié)合某廠“耐磨復(fù)合鋼管耐磨層用鋼的開發(fā)”課題，通過合理設(shè)計(jì)耐磨復(fù)合鋼管耐磨層用鋼的成分，控制熱處理工藝中的相關(guān)參數(shù)，研究開發(fā)一種專用于耐磨復(fù)合鋼管的新型高硬度耐磨鋼。本論文的主要研究工作和成果如下:
　　(1)利用MMS-300熱力模擬試驗(yàn)機(jī)，繪制了實(shí)驗(yàn)鋼的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)CCT曲線，研究了保溫溫度、冷卻速率

2、和變形對實(shí)驗(yàn)鋼連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)曲線的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在3℃/s～20℃/s的冷卻速度范圍內(nèi)，實(shí)驗(yàn)鋼都能獲得馬氏體組織;隨著保溫溫度和冷卻速率的提高實(shí)驗(yàn)鋼的相變點(diǎn)降低;高溫變形會(huì)提高實(shí)驗(yàn)鋼的相變溫度。
　　(2)研究了實(shí)驗(yàn)鋼的高溫變形行為，分析了變形抗力的影響因素，得到材料常數(shù):a=0.0136Mpa-1、n=4.2645、A=2.4×1016，計(jì)算出熱變形激活能Q=372.8KJ/mol，得到了Z參數(shù)表達(dá)式以及流變應(yīng)力峰值公式。分別

3、利用傳統(tǒng)數(shù)學(xué)模型和人工智能算法實(shí)現(xiàn)了對實(shí)驗(yàn)鋼變形抗力模型的擬合，并將兩者的擬合效果進(jìn)行了對比。
　　(3)采用再結(jié)晶區(qū)軋制加離線熱處理的工藝，選取不同的熱處理參數(shù)，研究了淬火工藝參數(shù)和回火工藝參數(shù)對實(shí)驗(yàn)鋼組織性能的影響規(guī)律。通過TEM觀察分析發(fā)現(xiàn):淬火溫度在890℃時(shí)，實(shí)驗(yàn)鋼淬火后馬氏體板條相互交割、板條平均寬度為200nm;當(dāng)回火溫度在200℃～300℃之間時(shí)，實(shí)驗(yàn)鋼回火馬氏體組織仍然保留著淬火態(tài)馬氏體的形貌，在板條內(nèi)部有點(diǎn)狀ε

4、碳化物析出;當(dāng)回火溫度達(dá)到350℃以上時(shí)，實(shí)驗(yàn)鋼回火馬氏體板條形貌逐漸模糊，從回火馬氏體中析出了x碳化物、θ碳化物;碳化物隨著回火溫度的升高而聚集長大。
　　(4)對淬火工藝的研究發(fā)現(xiàn):淬火溫度和淬火保溫時(shí)間對實(shí)驗(yàn)鋼的影響比較明顯，當(dāng)淬火溫度為890℃、淬火保溫時(shí)間為42min時(shí)實(shí)驗(yàn)鋼經(jīng)過淬火回火后的力學(xué)性能最佳。對回火工藝的研究發(fā)現(xiàn):隨著回火溫度的升高，實(shí)驗(yàn)鋼的硬度會(huì)顯著降低;在300～400℃回火時(shí)實(shí)驗(yàn)鋼出現(xiàn)回火脆性?；鼗饡r(shí)間

5、對實(shí)驗(yàn)鋼硬度的影響較小。
　　(5)利用MLD-10動(dòng)載磨粒磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)研究了實(shí)驗(yàn)鋼的磨損機(jī)制，發(fā)現(xiàn)200℃回火時(shí)實(shí)驗(yàn)鋼具有最好的耐磨性能。通過成分調(diào)整來改善實(shí)驗(yàn)鋼的綜合力學(xué)性能，發(fā)現(xiàn)通過提高M(jìn)n含量到1.2％，在適當(dāng)?shù)臒崽幚砉に囅聦?shí)驗(yàn)鋼的硬度提高到725HV，沖擊功提高到17.5J。
　　上述理論研究和工藝開發(fā)已應(yīng)用到合作廠家的實(shí)際生產(chǎn)中，并已經(jīng)取得了理想的效果，本文的研究同時(shí)也為我國耐磨復(fù)合鋼管耐磨層用鋼的進(jìn)一步研究和開發(fā)