合金化奥氏体中锰钢的研发与耐磨性能

为了提高高锰钢抗高冲击和强凿削磨损能力,在高锰钢的基础上,适当降低碳、锰含量,并加入适量的铬、钼、稀土等元素,研发了奥氏体合金化Mn8钢.常规Mn13钢作为对比试样进行了动载磨料磨损试验及磨损后磨面硬度和磨损质量损失分析,利用X射线衍射仪、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)等材料测试技术分析了Mn8钢冲击磨损后磨面的相成分、组织形貌和微区成分组成.试验结果表明,Mn8钢奥氏体组织均匀,晶粒较细,碳化物以网状和短链状弥散分布在晶内,其力学性能优于Mn13钢,Mn8钢中添加了适量的铬和钼元素,阻碍了粒状碳化物的聚集,提高了材料的韧性,Mn8钢的耐磨性和硬度随着冲击磨损功的增大而增强.     

合金化对高猛钢耐磨性的影响

<正> 传统使用的110Mn13铸钢,在低冲击磨损或纯磨损条件下不产生马氏体转变,其耐磨性不高。可以拟定两种方法改善高锰钢的耐磨性。一是调整钢中的段和锰含量。本文采用数理统计方法和电子计算机处理,研究了20炉不同碳、锰配合量的高锰钢。测定了耐磨损性和耐冲击-磨损性,并从110Mn13铸钢试样的重量损失为标准确定其相对耐磨性。二是通过合金化在钢中获得硬质点。采用强碳化物形成元素(钛、铌合金化时,由于固溶体中碳的贫化而     

耐磨机械设备用耐磨钢磨料磨损性能的研究

分别以石英砂和煤矸石为磨料,对中锰钢、Mn13钢和HD400钢等三种耐磨钢进行了不同硬度磨料的磨料磨损实验,并对磨损后试样的表面形貌进行观察。研究了不同耐磨钢的磨损机理与耐磨性能。结果表明:当磨料为石英砂等硬度较高的颗粒时,三种耐磨钢中HD400钢耐磨性最差,中锰钢耐磨性最好。当磨料为煤矸石等硬度较低的颗粒时,三种耐磨钢中Mn13钢耐磨性最差,HD400钢耐磨性最好。当磨料为石英砂时,三种耐磨钢表面的磨损机理均为磨料磨损,中锰钢和Mn13钢的表面破坏机理为微凿削和挤压变形,HD400表面破坏机理为微凿削。当磨料为煤矸石时,三种耐磨钢表面磨损机理为磨粒磨损,表面破坏机理为犁沟。     

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  研究了合金元素W(0.5％～1.5％)对中锰钢常规力学性能和耐磨性的影响。试验结果表明,W改变了C在中锰奥氏体钢中的分布状态,从而使中锰钢的抗拉强度、冲击韧性和耐磨性均得到了有效提高。当W含量为15％时,水韧处理中锰钢的冲击韧性提高40％,抗拉强度提高10％,耐磨性提高40%,铸态中锰钢的耐磨性提高50％。     

0.12C-3.0Mn低碳中锰钢中残余奥氏体稳定性与低温韧性的关系

采用完全淬火+两相区淬火+临界区淬火的三步热处理方式,利用SEM、EBSD、XRD、TEM和EPMA等手段研究了0.12C-3.0Mn低碳中锰钢组织演变规律和力学性能,并对0.12C-3.0Mn钢进行了-40~-196℃的系统低温冲击实验研究。结果表明,三步热处理后0.12C-3.0Mn钢的组织为临界铁素体、马氏体/贝氏体和残余奥氏体,残余奥氏体呈块状和条状分布在原奥氏体晶界上和马氏体/贝氏体板条界上,残余奥氏体主要通过临界淬火富集C和Mn元素达到稳定,室温下稳定的残余奥氏体含量最高可达到15%。由于残余奥氏体的应变诱导塑性(TRIP)效应,0.12C-3.0Mn钢具有良好的塑性和优异的低温韧性:断后总延伸率高于30%,均匀延伸率高于16%,-80℃下冲击功可达到200 J。     

高锰钢连铸坯纵向开裂原因分析

Mn13高锰钢连铸坯有纵向裂纹。采用扫描电镜、高温拉伸试验和高温激光共聚焦显微镜、电子探针分析等检测了裂纹的形貌、Mn13钢的高温力学性能以及Mn13钢凝固过程中的组织演变。试验结果表明:纵向裂纹深度达40 mm,裂纹附近无保护渣卷入; Mn13钢在1 200℃以下温度的塑性较差,较易开裂。在1 200℃左右Mn13钢奥氏体晶界开始析出碳化物,进一步增大了铸坯的开裂倾向;由于结晶器内保护渣熔化不均匀,导致凝固坯壳厚度不均匀,从而使铸坯产生凹陷和纵向裂纹。提高凝固坯壳厚度和结晶器热流的均匀性是避免Mn13钢连铸坯纵向开裂的重要途径。     

合金化高锰钢ZGMn13CrMo的组织与性能研究

通过对奥氏体高锰钢进行合金化和热处理工艺优化，研究了合金化高锰钢ZGMn13CrMo的力学性能、显微组织和耐磨性。结果表明，ZGMn13CrMo水韧处理后组织为奥氏体基体和均匀、细小、弥散分布的颗粒状碳化物。碳化物强化了奥氏体基体，冲击韧度是普通高锰钢的1．41倍，屈服强度是普通高锰钢的1.38倍，抗拉强度是普通高锰钢的1．25倍，耐磨性是普通高锰钢的1.35倍以上。     

提高奥氏体锰钢耐磨性的探讨

在软磨料大角度冲蚀磨损条件下,合金化高锰钢有较好的耐磨性,在其组织中有大量弥散分布的高显微硬度质点的ZGMnl8Cr2Ti奥氏体锰钢加工硬化能力较强。     

亚稳定锰钢的组织和性能

为了寻找耐磨、节约合金元素并代替110г13Л钢用来制造拖拉机履带链环的钢,研究了锰钢的组织、机械性能和耐磨与性其碳、锰含量和热处理规范的关系。钢的耐磨性按冲击磨料磨损试验时的相对耐磨性ε、低塑性变形抗力和强化性来评定。相对耐磨性采用在砂介质中将试验用钢与50г钢试样(HRC58)作滑动和碰撞摩擦试验时与110г13Л钢标准试样的磨损比,亦即模仿履带链操作时环和销子的相互作用。抗变形能力按照摆式变形硬度计的划痕功来确定。钢的强化性按基于划痕的表层显微     

合金化高锰钢ZGMn13CrMo的组织与性能研究

通过对奥氏体高锰钢进行合金化和热处理工艺优化,研究了合金化高锰钢ZGMn13CrMo的力学性能、显微组织和耐磨性。结果表明,ZGMn13CrMo水韧处理后组织为奥氏体基体和均匀、细小、弥散分布的颗粒状碳化物。碳化物强化了奥氏体基体,冲击韧度是普通高锰钢的1．41倍,屈服强度是普通高锰钢的1．38倍,抗拉强度是普通高锰钢的1．25倍,耐磨性是普通高锰钢的1．35倍以上。     

水韧处理对高锰钢铸件组织与性能的影响

对成品ZGMn13-4高锰钢衬板进行再次水韧处理,对比处理前后试验钢微观组织及力学性能,分析试验高锰钢衬板水韧处理的不足。试验ZGMn13-4高锰钢的组织中存在大量块状、片状碳化物,其在奥氏体晶界处聚集形成网状结构,冲击吸收能量为41.7 J,硬度在230 HB以上;经再次水韧处理后组织中碳化物消失,为单一奥氏体组织,冲击吸收能量提高到114.8 J,硬度降低到200 HB以下,获得了较好的性能配比。高锰钢经适当水韧处理后可获得理想的力学性能。     

变质和时效处理对ZGMn13高锰钢力学性能的影响

针对普通ZGMn13高锰钢水韧处理后,加工硬化效果不佳的现象,采用多元变质+时效处理的方法,改善了高锰钢的硬度和耐磨性。结果表明,经变质处理ZGMn13钢的奥氏体晶粒由1级细化至4～5级,硬度得到提高,耐磨性提高1倍以上。再经时效处理,可析出碳化物以及发生超细合金珠光体和板条马氏体等组织转变。X射线衍射分析表明,组织转变使钢的亚晶粒尺寸、位错密度及微观应变值均发生了变化,改善了钢的力学性能。     

棉秆回收机打秆铲组织与性能的研究

研究了热处理工艺对65Mn、60Si2Mn钢显微组织、断口形貌、力学性能的影响.结果表明,65Mn、60Si2Mn钢水淬比油淬硬度高.而相对耐磨性及冲击韧度比油淬低.60Si2Mn钢采用油淬加低温回火处理的相对耐磨性及冲击韧度最高.因此制作棉秆打秆铲合适的选材为60Si2Mn钢,最佳热处理工艺为油淬加低温回火.     

深冷处理对Cr12力学性能的影响

对经不同深冷处理后的Cr12钢进行力学性能检测和摩擦磨损试验。结果表明:深冷处理可不同程度地提高Cr12钢的硬度;980℃淬火+深冷处理+180℃×8h回火处理后,Cr12钢的冲击韧度有所降低;深冷处理可明显提高Cr12钢的耐磨性并降低钢中残留奥氏体含量,其中深冷处理6h后耐磨性提高最为显著,其相对磨损率下降了45.1%,残留奥氏体含量降幅达到84.2%。     

中锰钢齿板及其在使用中的加工硬化问题

通过化学成份和热处理工艺的优选,试制出一种中锰钢齿板;现场试验证实其耐磨性高于传统的 Mn13和合金 Mn13齿板。中锰钢齿板使用后工作面的硬度高达 Hv_(0.2)800,远高于同等条件下 Mn13的硬度,X—线、金属薄膜电镜分析和电子衍射花样表明,中锰钢齿板加工硬化性能的改善是高密度位错与应变诱发马氏体的综合效应。     

高锰奥氏体钢的合金化及弥散热处理

分析了高锰奥氏体钢的合金化及其一般合金元素作用机理、变质剂及其变质机理和复合变质机理，并介·绍了常用的普通热处理及弥散热处理工艺，为提高高锰奥氏体钢的冲击韧性和耐磨性提供重要依据。     

Mn13型奥氏体锰钢与I6Mn普通低合金钢的焊接

矿山设备中象挖掘机铲斗之类的机件,它的工作状况是长期频繁地受到坚硬岩石的摩擦和冲击,其较理想的结构是由耐磨材料Mn13型奥氏体锰钢作为磨损面,而其余部份用普通碳钢或普通低合金钢制作。我厂生产的挖掘机铲斗,前壁是磨损面,斗体的其余部份则需进行切削加工,因此不能采用套铸的奥氏体锰钢铲斗,而是采用了复台焊接结构(即铲斗前壁为奥氏体锰钢铸件,斗体其余部份为普通低合金钢板结构,两者焊接成一个斗体)。由于铲斗工作时受到很大的     

工程机械用ZGMn13Cr2高锰钢热处理工艺研究

对ZGMn13Cr2高锰钢进行1050℃×1 h水韧处理后,再进行(380～620℃)×1 h时效处理试验。通过OM、SEM、冲击试验、硬度测试和摩擦磨损试验等手段与方法,研究了不同温度时效处理对ZGMn13Cr2高锰钢组织及性能的影响。结果表明:在380～620℃时效,随着时效温度的升高,ZGMn13Cr2钢组织中的析出碳化物越来越多。540℃时效,试样组织中碳化物呈颗粒状,分布均匀。620℃时效,试样组织中碳化物大量析出并聚集长大。与仅进行水韧处理的ZGMn13Cr2钢试样相比,时效处理ZGMn13Cr2钢的硬度与耐磨性有所提高,韧性有所下降。经过1050℃×1 h水韧+540℃×1 h时效的ZGMn13Cr2钢的耐磨性最佳,其失重为28.3 mg,硬度和冲击功分别达到374 HB和84 J。     

钙—铝、稀土对奥氏体锰钢中非金属夹杂物的影响

本文研究了Ca-A1、Re对奥氏体锰钢非金属夹杂物的类型、数量、大小、形状及分布的影响。钢中加入适量的Ca-A1、Re可改变夹杂物类型、减少其数量和大小、改善其形状及分布。使钢的冲击韧性比普通Mn8钢提高一倍左右。     

对高锰钢晶界碳化物的一点认识

ZGMn13铸态组织是奥氏体及沿晶界与晶内析出脆性相——碳化物。由于碳化物的析出,使钢脆而硬。经水韧处理后,碳化物重新溶入奥氏体中去,成为单一奥氏体。这时钢具有高韧性、高的冷作硬化性与在冲击负荷条件下的良好的耐磨性。