一種鈦微合金化耐磨鋼的析出控制及耐磨機(jī)理研究.pdf

1、高強(qiáng)耐磨鋼廣泛應(yīng)用于礦山機(jī)械、工程機(jī)械、建材、交通運(yùn)輸?shù)确矫?，其核心生產(chǎn)工藝長(zhǎng)期被國(guó)外少數(shù)公司壟斷，致使目前國(guó)內(nèi)只能生產(chǎn)NM360和NM400等中低端耐磨板產(chǎn)品。近年來(lái)，我國(guó)在低合金馬氏體耐磨鋼研究方面取得很大進(jìn)展，通過(guò)在馬氏體基體上引入第二相強(qiáng)化，進(jìn)一步提高了鋼材的強(qiáng)韌性及耐磨性。此外，因廣泛采用國(guó)內(nèi)豐富的合金元素而避免使用稀有貴重金屬，生產(chǎn)成本較低。本文基于新開發(fā)出的NM500級(jí)別馬氏體耐磨鋼，在以Cr-Mo為主的成分體系上添加一定

2、量的Ti元素，通過(guò)控制熱軋及熱處理相關(guān)工藝參數(shù)使其以硬質(zhì)相的TiC形式彌散析出，進(jìn)而開發(fā)出一種耐磨性優(yōu)異的超高強(qiáng)馬氏體耐磨鋼板;在此基礎(chǔ)上，對(duì)比添加V元素，分析合金成分及工藝參數(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)鋼組織性能及耐磨性的影響，得出V元素對(duì)實(shí)驗(yàn)鋼性能影響規(guī)律。主要內(nèi)容及研究成果如下:
　　(1)利用熱模擬試驗(yàn)機(jī)，對(duì)實(shí)驗(yàn)鋼進(jìn)行雙道次壓縮變形，以10℃/s的冷卻速度分別冷至500℃、550℃、600℃、650℃、700℃并分別保溫0s、5s、10s、1

3、00s、300s、500s和1000s，檢測(cè)了各試驗(yàn)條件下實(shí)驗(yàn)鋼的組織性能。其中含V元素的實(shí)驗(yàn)鋼均得到板條馬氏體組織且具有較高的硬度，不含V的實(shí)驗(yàn)鋼隨著保溫時(shí)間的增加陸續(xù)出現(xiàn)鐵素體相，且能達(dá)到的硬度值也較低。
　　(2)將實(shí)驗(yàn)鋼在Φ450實(shí)驗(yàn)軋機(jī)上進(jìn)行兩階段控軋，以10℃/s的冷速冷至600～650℃，并分別在爐內(nèi)保溫10s和60min后直接淬火至室溫，檢測(cè)了實(shí)驗(yàn)鋼在不同軋制制度下的組織性能。分析可知，含V實(shí)驗(yàn)鋼的組織明顯比不含V

4、實(shí)驗(yàn)鋼均勻，且含V的實(shí)驗(yàn)鋼具有更高的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、硬度和沖擊韌性，但其延伸率相對(duì)不含V的實(shí)驗(yàn)鋼較低，可見(jiàn)其在塑性方面略微不足。根據(jù)TEM檢測(cè)分析，爐內(nèi)保溫10s時(shí)A鋼的析出物數(shù)量要多于B鋼，爐內(nèi)保溫60min時(shí)A鋼的析出物數(shù)量也要多于B鋼，說(shuō)明微合金元素V的加入有利于析出物數(shù)量的增加。(3)在低應(yīng)力沖擊磨粒磨損下研究了實(shí)驗(yàn)鋼的磨損行為。結(jié)果表明，在雙道次軋制并以10℃/s冷至600～650℃后，再在爐內(nèi)保溫10s后淬火的工藝下，含

5、V實(shí)驗(yàn)鋼的耐磨性是不含V實(shí)驗(yàn)鋼的1.23倍;在雙道次軋制并以10℃/s冷至600～650℃后，再在爐內(nèi)保溫60min后淬火的工藝下，含V實(shí)驗(yàn)鋼的耐磨性是不添加釩的實(shí)驗(yàn)鋼的1.04倍。
　　(4)通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)鋼的磨損形貌進(jìn)行觀察，研究了實(shí)驗(yàn)鋼的磨損機(jī)理。結(jié)果表明，在雙道次軋制并以10℃/s冷至600～650℃后，再在爐內(nèi)保溫10s后淬火的工藝下，實(shí)驗(yàn)鋼的磨損機(jī)理以顯微切削機(jī)理為主;在雙道次軋制并以10℃/s冷至600～650℃后，再在