鈦微合金化超高強耐磨鋼組織與性能的研究.pdf

1、我國在低合金馬氏體耐磨鋼研究方面有很大進展，該類型耐磨鋼具有優(yōu)良的強韌性及耐磨性，且成本不高，采用的是國內(nèi)豐富的合金元素，并降低了稀有貴重元素的含量。近年來，通過在馬氏體基體上引入第二相強化，來進一步提高材料的綜合性能是高強度馬氏體耐磨鋼的一個熱點，但目前對于第二相的種類、形態(tài)、分布和大小的控制還不理想。本文結(jié)合國內(nèi)外已開發(fā)出的NM500級別馬氏體耐磨鋼，在其以Cr-Mo為主的成分體系上通過添加一定量的Ti合金元素，控制熱軋及熱處理工藝

2、相關(guān)參數(shù)使其以硬質(zhì)相TiC形式彌散析出，開發(fā)出一種耐磨性優(yōu)異的超高強馬氏體耐磨鋼板。本論文的主要內(nèi)容及研究成果如下:
　　(1)利用熱模擬試驗機，采取單道次壓縮實驗，研究了不同變形參數(shù)對實驗鋼奧氏體動態(tài)再結(jié)晶的影響規(guī)律，并分析討論了奧氏體動態(tài)再結(jié)晶的形核方式。采取雙道次壓縮實驗，研究了實驗鋼奧氏體區(qū)不同溫度變形后等溫保持時間里的靜態(tài)再結(jié)晶行為，并繪制靜態(tài)軟化率曲線。
　　(2)利用熱模擬實驗對實驗鋼形變奧氏體連續(xù)冷卻相變行為

3、進行研究，并繪制其動態(tài)CCT曲線，隨冷速的逐漸增加，相變組織按照珠光體+貝氏體→貝氏體→貝氏體+馬氏體→馬氏體的規(guī)律依次演變，沒有先共析鐵素體生成，且冷速在10℃/s以上即可得到全馬氏體組織。此外，隨變形后連續(xù)冷速的增加，第二相粒子析出量逐漸增多，且粒子尺寸更趨向于細小化，但冷速過分增加，析出或被抑制。
　　(3)采取兩階段控軋的軋制制度，并分別采用軋后快冷至約650℃再空冷、快冷至約650℃再爐冷、待溫弛豫約50s后層冷至約50

4、0℃、直接淬火至室溫四種冷卻方式，檢測了各軋制狀態(tài)實驗鋼的組織性能，其中直接淬火工藝得到板條馬氏體組織具有超高的強硬度及良好的低溫沖擊韌性，其它三種冷卻方式下均以粒狀貝氏體為主，并存在少量珠光體，力學(xué)性能較差。利用TEM觀察各工藝下的析出情況發(fā)現(xiàn)，快冷+空冷及待溫弛豫+層冷工藝下析出量最多，且前者析出相尺寸更細小。
　　(4)根據(jù)Ti(C,N)的固溶度積公式及動力學(xué)方程，分析討論并建立了微合金元素Ti的溶解及在奧氏體和鐵素體中的析

5、出動力學(xué)模型，得到了實驗鋼的最大形核率及最快析出溫度。
　　(5)系統(tǒng)地研究了淬火和回火參數(shù)對實驗鋼組織性能的影響，880℃保溫14～18min淬火后可獲得高的強硬度和良好的韌性，180℃保溫40min低溫回火后消除了淬火內(nèi)應(yīng)力，并保持著較高的硬度。此外，分析研究了經(jīng)不同的軋制冷卻工藝所得鋼板統(tǒng)一在880℃保溫15min淬火后的組織性能及第二相析出情況。
　　(6)在低應(yīng)力沖擊磨粒磨損下研究了實驗鋼與國內(nèi)外同等級別耐磨鋼的磨