冷處理對高碳低合金鋼組織和性能的影響.pdf

1、耐磨鋼球和磨棒廣泛應用于礦山、電力、建材等行業(yè)，是磨機介質，屬于易損耗品，國內外市場用量巨大。高碳低合金鋼作為一種常用的結構鋼，經(jīng)熱處理后組織均勻穩(wěn)定，具有較高的硬度、耐磨性和一定的沖擊性能。以高碳低合金鋼為材質輥軋成形的鋼球，具有硬度高、淬透性好、耐磨性強等特點，但在其使用過程中容易出現(xiàn)性能不穩(wěn)定、使用壽命短的情況。磨棒在許多條件下逐漸取代磨球，主要由碳量較低的高碳低合金圓鋼經(jīng)熱處理制成，成本低，但使用壽命短。冷處理作為傳統(tǒng)熱處理的延

2、伸，能夠提高材料的強度、韌性及耐磨性，還可以促進組織均勻化、提高零件尺寸穩(wěn)定性，延長使用壽命。研究冷處理對高碳低合金鋼組織和性能的影響，探尋解決上述問題的途徑，具有重要的技術與經(jīng)濟意義。
　　本文以合金元素Cr含量分別為0 wt％、0.5 wt%、1.0 wt%的高碳低合金圓鋼和含Cr1.0 wt%高碳低合金輥軋鋼球為研究對象，在傳統(tǒng)熱處理后進行冷處理，研究了冷處理工藝對三種圓鋼試樣及鋼球試樣的顯微組織、硬度、韌性、殘余奧氏體量和

3、耐磨性的影響。主要內容如下：
　　(1)通過實驗，分析了淬火+回火后三種圓鋼試樣的組織與性能，研究了冷處理工藝對三種圓鋼顯微組織和力學性能的影響。通過與未冷處理試樣對比分析，得出在25℃至-80℃溫度區(qū)間內，隨著冷處理溫度的降低，組織中殘余奧氏體轉變?yōu)轳R氏體，組織細化；三種圓鋼試樣均表現(xiàn)為硬度提高，沖擊吸收功降低。在0～24 h內，隨著冷處理保溫時間的延長，殘余奧氏體進一步轉變?yōu)轳R氏體且有碳化物析出；硬度先提高后降低，整體呈增高趨

4、勢；沖擊韌性逐漸提高。
　　(2)研究了冷處理工藝對Cr1.0wt%鋼球試樣顯微組織和力學性能的影響。與未冷處理試樣對比分析，得出在25℃至-80℃溫度區(qū)間內，隨著冷處理溫度的降低，組織中馬氏體含量增加，殘余奧氏體含量減少，組織中析出碳化物，組織細化；硬度提高，沖擊吸收功減小。在0～24 h內，隨著冷處理保溫時間的延長，殘余奧氏體進一步向馬氏體轉化，保溫一定時間后，組織中析出碳化物；硬度先提高后降低，整體呈增高趨勢，沖擊韌性逐漸提

5、高；與未冷處理相比，經(jīng)冷處理后的Cr1.0wt%鋼球試樣耐磨性顯著提高。與Cr1.0wt%圓鋼比，鋼球有較大的變形量，變形量對冷處理后的結果影響不明顯。
　　(3)通過對經(jīng)不同溫度冷處理的Cr1.0wt%圓鋼試樣及Cr1.0wt%鋼球試樣的沖擊斷口形貌進行觀察分析，得出在25℃至-80℃溫度區(qū)間內，隨著冷處理溫度的降低，兩種試樣沖擊斷口纖維區(qū)比例逐漸減小，呈脆性斷口；認為Cr1.0wt%圓鋼試樣及Cr1.0wt%鋼球試樣的脆性轉變