新型马氏体耐磨钢的冲击磨料磨损性能

对自行研制的新型ADVANS 450W马氏体耐磨钢分别进行了(900,1 050,1 200)℃×0.5 h油淬+300℃×2 h空冷处理,然后在MLD-10型动载磨料磨损试验机上,在3.5 J冲击能量下分别进行了石英砂和棕刚玉磨料下的冲击磨料磨损试验,并与ZGMn13钢进行了对比;用X射线衍射仪测定了试验前后钢中残余奥氏体含量的变化,用扫描电镜分析了磨损机理。结果表明:在900℃奥氏体化淬回火得到的试验钢能够获得较高的硬度,强韧性匹配较理想,在不同类型磨料下其耐磨性都优于其它处理条件和ZGMn13钢的,磨损试验后磨损面硬度明显提高,且存在一定深度的塑性变形层,钢中的残余奥氏体转变为马氏体;在棕刚玉磨料下,磨损机理以显微切削为主,在石英砂磨料下,磨损机理以塑变疲劳为主。     

奥氏体中锰钢的冲滚磨料磨损性能研究

为寻找一种中低冲击载荷下具有良好耐磨性能的奥氏体中锰钢,以提高刮板输送机中部槽的耐磨性能和使用寿命,选择热轧奥氏体中锰钢Mn8,利用M2000摩擦磨损试验机研究其冲击滚动磨料磨损性能;结合SEM、XRD和TEM等测试手段,分析Mn8钢的磨损和强化机制。研究表明:在相对较低的冲滚载荷下,Mn8钢就能形成一定厚度的硬化层,且硬化层的厚度和耐磨性随载荷的增大而增大,同时体积磨损率变低。Mn8钢的磨损机制为凿削、犁沟等塑性变形以及交变应力导致的疲劳脆性剥落;Mn8钢的加工硬化机制是产生了高密度的位错缠结塞积(位错胞、层错)、形变诱导马氏体以及形变孪晶,从而使其在磨损过程中得到强化。     

热轧高锰钢Mn13的冲滚磨料磨损性能

在M2000摩擦磨损试验机上,研究以煤矸石为磨料时热轧高锰钢Mn13冲滚耦合的磨料磨损性能,利用XRD和SEM分析其组织转变及磨损机制。实验结果表明,在较高冲滚载荷下,热轧Mn13钢表现出更好的抗冲滚磨料磨损性能;冲滚磨料磨损表面存在一定厚度的硬化层,且随冲滚载荷的增加,磨损面硬度增加,硬化层厚度增大,形变孪晶和马氏体相变是其加工硬化和耐磨损性能改善的主要原因;低载荷冲击时,磨损机制主要表现为凿削磨损并伴随犁沟切削磨损,较高载荷冲击时,磨损机制凿削磨损和犁沟划伤过渡到疲劳剥落和凿削磨损。     

刮板输送机中部槽用高铬堆焊耐磨板的组织特征及滑动磨损性能*

为探讨CM550复合耐磨板用于煤矿刮板输送机中部槽的可行性，结合刮板输送机中部槽的磨损运动特征，研究CM550高铬堆焊耐磨层的组织结构和磨损性能，并分析其磨损损伤机制。金相、XRD和TEM组织结构分析表明，高铬堆焊层与Q235基体之间形成冶金熔合，堆焊层的相组成主要为α-Fe和Cr7C3碳化物，其中碳化物以初生棒状、共晶片状和粒状二次碳化物的形式存在。滑动磨损实验结果表明，在相同的摩擦因数条件下，CM550耐磨板的相对耐磨性是NM450耐磨钢的2倍以上，摩擦副材料的磨损质量损失也处于相同水平。石英砂磨料磨损的损伤主要来自硬石英砂颗粒的微切削磨损和软质铁素体区的变形剥落磨损，铁素体磨损暴露于磨损表面的硬质碳化物承担了主要的磨损载荷，阻止了石英砂磨料与软铁素体的直接接触，减轻了铁素体的进一步磨损，有效提高了耐磨性。因此，CM550高铬堆焊耐磨板可推荐为刮板输送机中部槽和煤矿各种耐磨衬板制造的耐磨材料。     

奥氏体中锰钢的耐磨性与形变诱发马氏体及位错强化的关系

本文利用电镜和X射线等检验手段及磨损与现场运行实验,研究了非强烈冲击工况下奥氏体中锰钢的耐磨性与形变诱发马氏体和位错强化的关系。实验结果表明：奥氏体稳定性低的中锰钢,由于形变诱发马氏体的产生及其与位错交互作用促进了加工硬化能力和耐磨性的提高,而奥氏体稳定性高的中锰钢则是由于溶质原子和第二相粒子与位错产生的交互作用所致。因此降低碳、锰含量,大量形成第二相弥散硬粒子或增加溶质原子深度是提高奥氏体中锰钢加工硬化能力和耐磨性的有效途径。     

爆炸硬化处理对高锰钢冲击磨损性能影响的研究

对Mn13Cr2高锰钢进行了爆炸硬化处理。并分别以玻璃砂、鹅卵石为磨料，在MLD．10动载磨料磨损试验机上对比研究了爆炸前、后Mn13Cr2高锰钢的冲击磨损性能。实验结果表明：在低硬度磨料（玻璃砂）冲击磨损时，爆炸硬化使高锰钢的冲击耐磨性提高20％-40％。在高硬度磨料（鹅卵石）冲击磨损时，在冲击功小于1．7J的条件下，爆炸硬化使高锰钢的冲击耐磨性提高30—50％。在冲击功大予1．7J的条件下，爆炸硬化则使高锰钢的冲击耐磨性降低。爆炸硬化使高锰钢表层硬化和冲击韧性降低是冲击耐磨性发生变化的主要原因。在冲击磨损条件下，爆炸硬化前、后高锰钢磨损面均出现磨料嵌入物及犁沟、凿削坑和剥落坑等形貌特征。爆炸硬化高锰钢适用予低硬度磨料的冲击磨损及高硬度磨料的低冲击功冲击磨损的工况条件。     

氢对贝氏体辙叉钢摩擦磨损行为的影响

以贝氏体辙叉钢为研究对象,利用摩擦磨损试验机、场发射扫描电子显微镜、X射线衍射研究不同含氢量的贝氏体辙叉钢的摩擦磨损行为,并与普通高锰钢的耐磨性进行对比。结果表明,氢可以明显地提高贝氏体辙叉钢的耐磨性;贝氏体钢的耐磨性能明显高于高锰钢。贝氏体辙叉钢在小载荷下为磨粒磨损机制,在大载荷下为粘着磨损。氢降低贝氏体辙叉钢中残余奥氏体的稳定性,在摩擦磨损过程中,氢促进贝氏体辙叉钢残余奥氏体相发生应变诱发马氏体相变,使贝氏体辙叉钢摩擦磨损表面的硬度显著提高,在加工硬化和应变的共同作用下,增强了贝氏体辙叉钢的抗摩擦磨损的能力。     

冷轧高锰钢耐磨性及磨损机制研究

通过对高锰钢进行冷轧变形,考察了不同变形量下冷轧高锰钢的硬度变化,利用自制三体磨料磨损试验机测试了不同磨料磨损工况下,固溶态及其冷轧态的磨损特性。结果表明,冷轧变形可以大幅提高高锰钢的硬度。在软磨料的磨损条件下,冷轧变形可以有效提高高锰钢的耐磨性;在硬磨料的磨损条件下,冷轧变形对耐磨性没有贡献。利用M M Khruschov的磨损区域理论和E Rabinnowicz的磨损模型解释了在软磨料磨损条件下,冷轧变形提高高锰钢耐磨性的机制;同时利用K H ZumGahr的磨损模型解释了在硬磨料磨损条件下,冷轧变形对高锰钢耐磨性没有贡献的机制。     

装载机用低合金耐磨钢磨料磨损性能研究

基于物理模拟研究方法,采用ML-100销-砂纸盘磨料磨损试验机研究3种装载机铲斗常用低合金耐磨钢抵抗磨料磨损性能的相对优劣,并采用光谱仪、万能试验机、冲击试验机、布氏硬度计、金相显微镜和扫描电子显微镜等试验分析了3种低合金耐磨钢NM400、NM400E、22SiMn2TiB的合金成分、金相组织、机械性能和磨料磨损试样表面形貌。磨料磨损试验中以Q345B作为标准试样。结果表明,NM400的相对耐磨性为1.22,NM400E的相对耐磨性为1.47,22SiMn2TiB的相对耐磨性最好,达到了1.52。通过试样磨损表面形貌分析磨损机理认为,低合金耐磨钢的硬度增加,使磨粒嵌入耐磨钢表面的深度变浅,减小犁削作用造成的材料损失,从而有效提升其耐磨性,硬度是决定磨料耐磨性能优劣的关键因子,试验中22SiMn2TiB的硬度最高,抵抗磨料磨损性能最好。通过优化合金成分提高强韧性开发的NM400E,在提升表面硬度的同时保证材料充分的韧性,能够减少磨损过程的犁脊被切断造成的材料损失。在低冲击的磨料磨损工况下,相对耐磨性较NM400有明显提高,并接近于22SiMn2TiB的水平。     

介稳奥氏体锰钢耐冲击磨粒磨损性能及磨面组织

利用冲击磨粒磨损试验结合扫描电镜、透射电镜和穆斯堡尔谱等分析手段研究了介稳奥氏体锰钢的耐磨性和磨损机制。结果表明,介稳奥氏体锰钢在某一冲击功下具有最佳耐磨性。在磨损过程中磨面诱发生产两类马氏体,无碳马氏体和合金马氏体。最耐磨时的磨面组织为合金奥氏体和无碳马氏体的混合组织。     

苜蓿草粉对不同金属材料的磨损试验

选用与环模制粒工况相似的磨料磨损试验机,以甘农三号紫花苜蓿为磨料,对4种金属材料进行磨料磨损试验。利用扫描电镜对试样摩擦表面的磨损形貌进行了观察研究,探索苜蓿草粉对金属材料的主导磨损机制。结果表明:4种材料的磨损率和磨损系数由小到大依次为3Cr13、9SiCr、45号钢、HT200;苜蓿草粉磨料对45#、9SiCr的磨损机制以显微切削和粘着磨损为主;材料的硬度、塑性、韧度和材料的显微结构组织对金属材料耐磨性有较大的影响,同时金属硬度本身与耐磨性不成正比。此研究对降低制粒机的制造成本和使用成本具有实际指导意义。     

M－B－A复相基体及M基体中铬铸铁湿态磨料磨损特性

着重对比探讨马氏体－贝氏体－奥氏体（Ｍ－Ｂ－Ａ）复相中铬铸铁和马氏体中铬铸铁的湿态磨料磨损特性。研究表明，冲击载荷、高应力湿态磨料磨损条件下（冲击功１．４７Ｊ，２．４５Ｊ），疲劳剥落是主要磨损机制，复相基体中铬铸铁的磨损速度低于马氏体中铬铸铁。而低应力湿态磨料磨损中显微切削是主要磨损机制，马氏体中铬铸铁的磨损失重低于复相基体中铬铸铁。     

残余奥氏体对马氏体球铁耐磨性的影响

针对马氏体球铁，研究了不同残余奥氏体量对两体磨损试验和冲击磨料损试验的影响。结果表明，残余奥氏体对耐磨性的影响与磨损机制及加载方式有关：当静载荷时，残余奥氏体对疲劳机制控制的磨损耐磨性有利，而对切削机制控制的磨损耐磨性的影响不大，；当冲击载葆尤其当冲击载荷大时，残余奥氏体的存在对耐磨性不利。     

载荷条件对高锰钢耐磨性能的影响

通过高锰钢和淬火４５＃钢耐磨性能的对比实验，着重讨论了载荷条件对高锰钢的加工硬化性能、表面磨损机制及耐磨性能的影响。由此阐明：高锰钢的动态应变时效强化对提高高锰钢的加工硬化能力有着重要作用，同时，加工硬化能力和表面磨损机制对高锰钢的耐磨性有着重要影响。     

热轧超高强钢M1200HS的显微组织与磨粒磨损性能

采用热轧和在线直接淬火工艺制备热轧超高强钢M1200HS,研究了其显微组织、力学性能及在石英砂与水的混合物中的磨粒磨损性能,并与传统低合金耐磨钢NM400和NM450作对比。结果表明：M1200HS钢的显微组织为马氏体和极少量铁素体,其马氏体板条尺寸较大,大角度晶界占比较小;M1200HS钢的抗拉强度和硬度分别为1 387 MPa和403 HB,均符合GB/T 24186-2009标准,且与NM400钢近乎相当,但低于NM450钢;3种试验钢的磨损机制均为微观切削机制,M1200HS钢与NM400钢的耐磨粒磨损性能相当,但低于NM450钢。     

TiN涂层刀具切削高锰钢的磨损破损研究

研究奥氏体高锰钢切削过程中TiN涂层硬质合金刀具的磨损、破损机制,测量了切削温度并得出后刀面磨损量与 切削时间和切削速度的关系曲线,以及刀具前、后刀面显微磨损、破损形貌和化学变化。结果表明,TiN涂层硬质合金刀 具切削奥氏体高锰钢时耐磨性优于单一硬质合金刀具,且适于低速切削(小于30m/min)。     

一种新型奥氏体耐磨钢

高锰钢(ZGMn13)长期来用于制作矿山机械、建材机械、电力机械中承受冲击磨料磨损的零件,使用很广泛。许多工况条件下由于冲击不强,加工硬化效果不好,使用后磨损表面硬度不高,不能形成高硬度的硬化层。工件表面迅速被磨损。本文介绍的是一种具有高塑性、韧性、好的强度,加工硬化能力更强,在冲击磨料磨损的条件下较ZG-Mn13的耐磨性更高的材料。     

新型耐磨钢ANM450在煤矿矿井水环境下的腐蚀磨损行为*

对新研制的含Ti低合金耐磨钢ANM450和对比钢Hardox450进行组织、相结构及硬度研究。基于煤矿井下工况环境,模拟配制偏酸性、偏碱性和高矿化度3种模拟矿井水,并以去离子水作为对比,通过湿砂磨料磨损试验对2种耐磨钢的腐蚀磨损性能和机制,以及腐蚀对磨损的作用机制进行研究。研究结果表明：新型耐磨钢ANM450的组织为板条状马氏体,沿轧制方向弥散分布有TiC颗粒;在4种模拟矿井水中,新型耐磨钢ANM450的耐腐蚀磨损性能优于对比钢Hardox450,其中TiC颗粒起到细化晶粒和阻碍磨粒滑动的作用;在40、100、140 N 3种载荷下,新型耐磨钢ANM450的腐蚀促进磨损率都要高于Hardox450,这表明新型耐磨钢ANM450的腐蚀磨损交互作用大于Hardox450。     

Fe-Mn-Si形状记忆合金的摩擦磨损特性

制备了铁基形状记忆合金Fe-17Mn-5Si-10Cr-5Ni，通过磨损试验、XRD分析、SEM观察等研究了该合金在干摩擦和油摩擦下的摩擦磨损特性，并和高锰钢的耐磨性进行了对比。研究表明，在干摩擦条件下，该合金呈典型粘着磨损特征，磨损表面没有ε马氏体，其耐磨性较差，低于高锰钢；在油摩擦条件下，该合金呈磨粒磨损特征，磨损表面存在较多的ε马氏体，耐磨性较好，高于高锰钢；Fe-17Mn-5Si-10Cr-5Ni形状记忆合金油摩擦时耐磨性好的主要原因在于摩擦过程中的应力诱发γ→ε马氏体相变。     

奥氏体锰钢耐磨性的几点评述

本文通过对几种在相同载荷条件下 ,不同的热处理情况下的磨损以及不同载荷下相同热处理的磨损情况 ,从实验的数据中分析常规高锰和合金高锰钢形变硬化的差异 ,以及这两种锰钢在磨粒磨损时表面产生两种不同现象的分析。比较出4 5 #淬火钢、高速钢、合金高锰钢 ,常规高锰钢耐磨性的不同