低合金耐磨钢液淬带温等温淬火热处理工艺的研究-机械工程专业论文.docxVIP

万方数据 万方数据 摘要 摘要 金属耐磨材料几乎遍布冶金、矿山、电力、农业、化工、建材及机械行业的各 个部门，我国每年需要的金属耐磨材料高达 2208 万吨[1]。低合金耐磨钢具有合金含 量低，综合力学性能好，成本低廉，生产方式灵活，经济效益高等诸多优点，据统 计工程中 75%以上的耐磨工件是在中低应力冲击情况下使用的，而低合金耐磨钢的 性能恰恰能满足这种工况条件[2]，因此研究和开发低合金耐磨钢具有重要的经济和 社会意义。 基于合金元素在钢中的作用机理和大量前人的研究成果，结合我国的矿产资源 储量的基本国情，本研究设计了一系列成分不同的低合金耐磨钢，并采用液淬带温 等温淬火热处理工艺使其获得贝氏体/马氏体复相组织。实验中采用 RXJ-4-13 和 SX-4-10 电阻炉进行热处理，采用金相显微镜、HRS-150 型数显洛氏硬度计、JB-300 半自动冲击实验机、MPX-200 型立式万能摩擦磨损试验机进行金相观察和机械性能 测试，采用 3500C-10/1HS75 GLEEBLE SYSTEM 热力模拟实验机测定实验钢的 Ms 点。本研究利用 JMTPRO 材料仿真软件模拟了实验钢的温度-相平衡图和相变动力 学曲线，作为制定热处理工艺的依据，研究了奥氏体温度、出液温度、等温温度对 实验钢组织和性能的影响规律，探讨了碳、硅含量对实验钢组织和性能的影响规律， 并将实验钢的力学性能与相关国家标准进行了对比。研究结果表明:液淬带温等温热 处理过程中，在其他参数不变的情况下，实验钢的硬度、耐磨性和冲击韧性在 A3+35～70℃范围内有较好的匹配性，随着出液温度的降低，实验钢的硬度、耐磨 性逐渐升高，冲击韧性逐渐降低，随等温温度的升高，实验钢的硬度、耐磨性逐渐 降低，冲击韧性逐渐降低；通过液淬带温等温淬火热处理工艺获得的贝氏体/马氏体 复相组织中，当马氏体含量为 30%时，钢的硬韧性配合较好；当奥氏体化温度为 A3+35～70℃，出液温度为 Ms-32℃，等温温度在 Ms+20℃时，实验钢经液淬带温 等温淬火后具有良好的硬韧性配和，耐磨性较好；在其它元素含量不变的情况下， 实验钢硬度、耐磨性随碳含量的增加而逐渐增加，冲击韧性随碳含量的增加而逐渐 降低；实验钢硬度、耐磨性随硅含量的增加而逐渐降低，冲击韧性随硅含量的增加 而逐渐增加。 低合金耐磨钢经液淬带温等温淬火热处理工艺后的得到的贝氏体/马氏体复相 组织具有较高的硬度、韧性和耐磨性。本研究丰富了我国低合金耐磨钢的种类，对 我国耐磨材料行业的发展具有一定促进作用。 关键词：液淬带温等温淬火；低合金耐磨钢；复相组织；JMATPRO I Abstract Abstract Abstract Metal wear resistant materials is widely used in every sector of metallurgy、 mining、 power、 agriculture、 chemical industry、 building materials and machinery industry. Annual demand of metal wear resistant materials is 22.08 million tons in our country. Low-alloy wear-resistance steel is characterized with few alloy addition， good comprehensive mechanical properties，low cost，high economic value and flexible production mode. According to statistics, more than 75% of the wear-resisting artifacts are used in the case of the impact of low and medium stress, and the performance of low alloy wear-resistant steel can satisfy the working condition. Therefore, the study and development of low alloy wear-resistant steel has important economic and social significance. Based on the mechanism of alloy element in steel and a large number of existing research results, c