铝对高锰钢铸态组织及性能的影响

本文研究了铝对高锰钢铸态组织及性能的影响，结果表明：铝可减少并消除高锰钢铸态组织中的网状二次碳化物，提高其铸态冲击韧性和加工硬化能力。     

高锰钢水韧处理效果的控制

简述了高锰钢和多元合金高锰钢的碳、硅、磷等化学成分和铸态组织的控制，根据铸态组织、性能要求和使用条件对热处理工艺的分类，以及高锰钢水韧处理工艺的控制。     

实用铸态高锰钢研制

铸造高锰钢的优良性能使其在耐磨金属材料中占有重要位置,但对细长、薄壁件不仅热处理费用昂贵,而且在热处理过程中难以保证要求的金相组织,并容易引起脱碳和翘曲变形。使用铸态高锰钢是解决这一矛盾的途径之一。对铸态高锰钢的化学成分、机械性能、批量生产、可行性等方面进行了研究。     

合金化对消失模铸造高锰钢凝固组织的影响

通过对ZGMn13进行多元合金化和凝固过程工艺控制,力求直接在铸态下获得理想的全奥氏体组织。采用消失模负压实型铸造工艺制备铸态高锰钢试样,借助光学显微镜、X射线衍射仪(XRD)、能谱分析仪和硬度测试仪等检测设备,分析了合金化前后铸态高锰钢凝固组织特征。结果表明,当合金元素添加量为0.33Cr-0.38Mo-0.06V-0.05Ti-0.66Ni时,凝固组织中只有部分碳化物析出;当合金元素添加量达到0.72Cr-0.70Mo-0.14V-0.13Ti-1.23Ni时,高锰钢在铸态下获得了全奥氏体组织;随合金元素加入量的进一步增加,铸态凝固组织均为全奥氏体组织。奥氏体晶粒度随合金元素加入量的增加而减小,硬度随合金加入量的增加而增加。     

稀土镁对铸态高锰钢机械性能的影响

实验了稀土镁对铸态高锰钢机械性能的影响．结果表明，在一定的Ｃ、Ｍｎ、Ｓｉ成分中，加入ＲＥＭｇ合金均使其铸态机械性能有所提高．同时在工业设备上试验证实，加入ＲＥＭｇ的某种成分之高锰钢，在铸态时其耐磨性能、机械性能均已达ＺＧＭｎ１３－１和ＺＧＭｎ１３－２（ＧＢ５６８０－８５）水平并超过了铸态使用的７５Ｍｎ１３     

铸态奥氏体—贝氏体耐磨钢的研究

以硅、锰为主，研制了一类新型中碳低合金耐磨钢即铸态奥氏体－贝氏体耐磨钢。其特点是铸态下获得奥氏体、贝氏体为主的混合组织，具有高硬度（４０￣５８ＨＲＣ）、高韧性（ａｋ≥１５￣４５Ｊ／ｃｍ＾２）、优异的抗磨料磨损性能，铸态下使用不需重新热处理。奥氏体－贝氏体耐磨钢是传统奥氏体高锰钢的理想替代新材料。     

含REMg铸态高锰钢的试验研究

实验分析了含ＲＥＭｇ铸态高锰钢的力学性能。结果表明,在给定的Ｃ、Ｍｎ、Ｓｉ成分中,加入ＲＥＭｇ合金都能使其铸态力学性能有所改善,同时在工业设施上试验证实,含ＲＥＭｇ某种成分的高锰钢,其铸态耐磨性、力学性能都已达到ＺＧＭｎ１３－１和ＺＧＭｎ１３－２（ＧＢ５６８０－８５）水平且超过了铸态使用的７５Ｍｎ１３。     

铸态奥氏体－贝氏体耐磨钢的研究

以硅、锰为主，研制了一类新型中碳低合金耐磨钢即铸态奥氏体－贝氏体耐磨钢．其特点是铸态下获得奥氏体、贝氏体为主的混合组织，具有高硬度（４０～５８ＨＲＣ）、高韧性（αｋ≥１５～４５Ｊ／ｃｍ２）、优异的抗磨料磨损性能，铸态下使用不需重新热处理．奥氏体－贝氏体耐磨钢是传统奥氏体高锰钢的理想替代新材料．     

高锰钢热变形行为研究

研究了高锰钢在热变形过程中的组织变化规律。研究发现,铸态高锰钢中Mo、P元素在晶界处存在偏析,形成磷共晶组织,产生微裂纹。经过热压缩变形,组织得到细化,发生再结晶现象。同时磷共晶组织再结晶沿晶界析出,导致开裂,严重影响了高锰钢的可锻性能。     

覆砂金属型铸造高锰钢衬板的组织与性能

对比考察了覆砂金属型和水玻璃砂型铸造高锰钢衬板的组织和性能。结果表明,通过覆砂金属型工艺使高锰钢衬板铸态组织中碳化物数量明显减少,冲击韧度最高达94 J/cm2,显著高于相同状态下普通水玻璃砂型铸造的衬板。冲击磨粒磨损试验表明,覆砂金属型高锰钢衬板铸态和热处理态的磨损量分别比热处理态普通水玻璃砂型衬板减小36%和28%;前者耐磨性的提高,不仅与较高的综合力学性能有关,也与其较少的缩松及较高的致密度相关。     

圆锥破碎机耐磨材料的研究

分析研究了φ27×36棒磨机衬板样品、公司生产的铸态与热处理态高锰钢以及实验室改性高锰钢4种试样的力学性能和金相组织,结果显示:改性高锰钢试样的晶粒均匀且粒度适中,力学性能较为理想,同时耐磨性也最好。指出严格控制热处理温度和时间,使奥氏体晶粒度细小和碳化物弥散析出,就能提高试样的抗拉强度和耐磨性。     

钒钛微合金化对铸态中锰钢组织和性能的影响

通过试验研究,探讨添加钒钛微合金化对铸态中锰钢的组织性能的影响,确定钒钛微合金的合适加入量,实验表明经添加V质量分数为0．1％。0．2％或Ti0．15％与稀土和硅钙合金的复合处理后的铸态中锰钢,在中低冲击载荷下耐磨性能优于高锰钢,实现铸态中锰钢在中低冲击载荷下使用具有良好的耐磨性,该项目的研究具有良好的经济与社会效益。     

高硼耐磨铸钢基础研究及其在雷蒙磨配件上的应用

针对我厂长期使用的雷蒙磨高锰钢磨辊、磨环加工硬化效果差，使用寿命短，开发了高硼耐磨铸钢。高硼耐磨铸钢的铸态组织由硼化物和铁素体、珠光体组成，热处理后，基体组织变成了高硬度的马氏体基体，硼化物仍为高硬度的Fe2（B，C），这种材料具有较高的强韧性和优异的耐磨性。用于制造磨辊和磨环，工艺简单，成本低廉，使用寿命比高锰钢提高120％～160％，且使用安全。在雷蒙磨配件上推广应用高硼耐磨铸钢，具有良好的经济和社会效益。     

铸态锰钢的抗磨性能

通过化学成分的优化,N、Cr等元素的加入和变质处理等措施,得到在稳定产低的奥氏体基体上弥散分布有粒状碳化物的铸态组织。这种铸态锰钢具有初始硬度高、韧性好、加工硬化能力强和抗磨性高等特点。并重点分析了铸态锰钢的抗磨机理。     

Casting properties of ASTM A128 Gr. E1 steel modified with Mn-alloying and titanium ladle treatment

This work aims to produce a high manganese steel with more refined austenite grains and better wear resistance without sacrificing the toughness and tensile properties by Mn alloying and Ti ladle treatment in comparision to ASTM A128 Gr. E1 steel (1.0C-13Mn) that is mostly used in the mining industry. The 1.0C-17Mn-xTi alloys (x=0, 0.05 and 0.1, in wt.%) were prepared. A relationship was established between the microstructures and mechanical properties of the as-cast and solution annealed alloys. Increasing Ti content increases the stable Ti(CN) phase on and beside the grain boundaries and decreases up to 37% the austenite grain size of the as-cast alloy with 0.10wt.% Ti. Correspondingly, after solution annealed, optimized titanium content (0.05wt.%) results in significant improvements in wear resistance, hardness, elongation, yield and tensile strengths by 44%, 31%, 30%, 8% and 12%, respectively, except 9% decrease in impact toughness compared to ASTM A 128 Gr. E1 steel without modification. These results show that 1.0C-17Mn-0.05Ti alloy can be used for parts exposed to high load wear and applied in conditions where relatively high tensile properties with sufficent ductility is needed.

     

锻焊和形变热处理对铸造高锰钢辙叉耐磨性的影响

铸造高锰钢是应用非常广泛的耐磨材料之一,但是由于铸造高锰钢存在缩松、气孔、晶粒粗大等铸造缺陷,导致其存在力学性能降低、服役稳定性差等难题。为了减少铸造高锰钢辙叉孔洞类缺陷和细化奥氏体晶粒,研究了锻焊和形变热处理(FW&TMCP)对铸造高锰钢辙叉耐磨性的影响,首先对铸造高锰钢和FW&TMCP高锰钢进行常规拉伸性能测试,然后在不同载荷作用下对铸造高锰钢和FW&TMCP高锰钢进行摩擦磨损试验。结果表明,FW&TMCP高锰钢的强塑性远高于铸造高锰钢,应变硬化速率也高于铸造高锰钢。微观组织结果显示FW&TMCP高锰钢的孔洞类缺陷减少了82%,致密度大幅提高。随着摩损载荷的增大,两种状态高锰钢摩擦因数均逐渐减小。在施加相同磨损载荷时,铸造高锰钢的摩擦因数小于FW&TMCP高锰钢;FW&TMCP高锰钢的塑性变形程度更小,耐磨性更高。随着磨损载荷的增大,两种状态高锰钢的磨损机制均由粘着磨损转变为磨粒磨损。     

18Mn TRIP钢温变形过程中马氏体逆相变行为

通过相变点测定、相图计算、组织观察、XRD分析及EBSD取向成像技术研究了室温下含两种马氏体及奥氏体的18Mn钢在100—500℃间进行温变形时的组织、相结构变化及马氏体逆相变行为.结果表明,在300℃以上压缩变形时,TRIP效应消失,马氏体减少,出现逆相变;形变加速了扩散型逆相变,bcc马氏体或铁素体以扩散方式转变成奥氏体,奥氏体不需要重新形核;形变使奥氏体出现机械稳定化并出现大尺寸的形变孪晶,抑制了随后冷却过程中的马氏体相变;压缩形变时,最后残留的马氏体多出现在{110}和{100}取向的奥氏体晶粒中.bcc马氏体周围难以观察到hcp马氏体.分析认为,hcp马氏体以切变方式逆相变.     

K/Na-Si和K/Na-Mo对轧辊用高速钢组织及性能的影响

在轧辊用铸造高速钢中添加K/Na-Si和K/Na-Mo进行变质处理,对试样分别进行高倍视频显微镜(HSVM)分析及力学性能测试。结果表明,高速钢经二次复合变质处理后,晶粒明显细化,组织更加均匀,共晶碳化物由网状分布变为块状和团球状,冲击韧性及耐磨性均明显提高。     

铸态铁素体球铁试验研究

本文研究了化学成分、孕育方法等对铸态球铁组织、性能的影响;研制出适合于中小件铸态铁素体球铁生产的高效复合孕育剂,使用该孕育剂可将生铁锰量放宽至0.64%,仍能使铸态球铁性能达到QT42-10标准。