加工硬化对高锰钢低温韧性的影响

本文通过系列冲击试验,研究了加工硬化对高锰钢低温韧性的影响。研究结果证实了高锰钢具有低温脆性,加工硬化使高锰钢的脆性增加,韧脆转化温度升高;冲击断口由室温下的韧窝断口逐渐转化为低温下的沿晶断口,在加工硬化时还会出现解理断口。     

高锰钢加工硬化

利用传统的喷丸技术对高锰钢表面喷丸处理,研究材料表层的组织结构特征.结果表明,纳米晶的演化,通过奥氏体粗晶内部位错增殖、湮灭和重组、位错缠结逐渐向位错胞过渡;应变量和应变速率的增加,诱发机械孪生,单系孪晶逐渐向多系孪晶过渡;同时多系孪晶之间的交割作用使晶粒尺寸不断细化;晶粒在位错运动和机械孪生的重复作用下,最终形成等轴状、取向呈随机分布的纳米晶组织.喷丸处理高锰钢表层明显强化.随层深减小,硬度急剧增加.高锰钢表层的加工硬化主要是由于晶粒细化、位错硬化和孪晶硬化,而与相变硬化无关.     

高锰钢中奥氏体的加工硬化机理

对铸造型的高锰钢(ZGMnl3)，水韧处理获得单一奥氏体耐磨钢的应力应变和残体硬度作了分析讨论，说明高锰钢奥氏体具有相当高的加工硬化度，在室温下权限变形后，共硬度远未达到峰值，因此，奥氏体高锰钢的加工硬化特性是由奥氏体本身强化作用影响产生的。同时迁就高锰钢的主要化学成分对组织及性能的影响，大型高锰钢件的制造中的问题作了简要介绍。     

辙叉用高锰钢的加工硬化机理

对铁路辙叉用高锰钢进行不同变形量的压缩试验,采用金相显微镜、透射电子显微镜以及X射线衍射仪等方法对变形样品的微观组织进行分析,研究高锰钢在压缩状态下的加工硬化机理。结果表明,在压缩状态下,高锰钢以形变孪晶硬化为主,亚结构主要为孪晶和位错缠结,硬化组织中没有发现形变诱发马氏体;随着变形量的增加,晶粒畸变严重,孪晶密度增大,硬度升高,变形量达到40%时,硬化程度趋于饱和。     

模拟实际工况条件下高锰钢加工硬化能力的研究

采用自制落锤式冲击试验机系统研究了在"相对冲击功"作用下诸因素对高锰钢加工硬化能力的影响.结果表明,对于给定成分的高锰钢,只有在高于临界"相对冲击功"的情况下,才能达到最佳的硬化效果;锰含量的降低和碳含量的升高有利于加工硬化能力的提高;稀土变质处理可以提高加工硬化速率,但不能改善最终的硬化效果;合适的沉淀强化处理可以在一定范围内提高高锰钢的加工硬化能力.与传统的小能量冲击或静载荷压缩或拉伸形变相比,以"相对冲击功"进行试验研究更能真实地反映实际工况的加工硬化规律.     

改性纳米SiC粉体强化灰铸铁耐磨性能的研究

在生产条件下采用冲入铸造法制备了改性纳米SiC粉体强化灰铸铁材料。研究了不同SiC粉体含量灰铸铁的显微组织和力学性能,以及在油润滑条件下的耐磨性能。研究结果表明,经改性纳米SiC粉体强化处理后的灰铸铁组织明显细化,力学性能和耐磨性能明显提高。当纳米SiC粉体含量为0.1%时,强化材料的组织和性能最优,抗拉强度提高了22.7%,耐磨损性能提高了20%～78%,强化后灰铸铁耐磨损性能的提高是SiC硬质点和石墨润滑协同作用的结果。     

加工硬化对高锰钢磨料磨损性能的影响

利用喷丸技术,在高锰钢表面制备出具有纳米晶结构特征的表层,60min喷丸样品表面的晶粒尺寸约为3～8nm。2min喷丸样品表面的晶粒尺寸为30-40nm。随着喷丸处理时间的增加,表面硬度增加,样品起始硬度为256HV,120min喷丸处理后,表面硬度增加到774HV。二体磨料磨损试验结果表明,在玻璃砂纸磨损,经2min喷丸的材料耐磨性相对于喷丸前提高了70％。喷丸前、后样品主要为微观切削,但过长的喷丸时间,导致表面产生微裂纹,使耐磨性下降;而刚玉砂纸磨损,喷丸处理不能提高样品的耐磨性。     

不同相对冲击功下高锰钢组织与加工硬化机制的研究

通过模拟实际工矿条件,研究了不同相对冲击功条件下高锰钢加工硬化后的组织变化.结果表明在不同的相对冲击功阶段,高锰钢的加工硬化机制不相同,在低于50J/cm^2冲击功时是位错滑移机制,在高于100J/cm^2冲击功时是孪生硬化机制,而介于50J/cm^2和100J/cm^2之间时,是两者共同作用的结果.     

异步轧制条件下高锰钢的显微组织与加工硬化机制

在异步轧制条件下,研究了高锰钢的显微组织变化及其加工硬化机制。结果表明,经异步轧制后,随着变形量的增大,高锰钢中滑移带的密度逐渐增大;高锰钢晶粒内部出现大量的形变孪晶和高密度位错缠结,晶粒细化明显;高锰钢晶体在变形后仍然为面心立方的奥氏体,没有发生马氏体相变;在不同的变形量下,高锰钢中主要的加工硬化机制不同。     

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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％。     

含碳量对高锰钢耐磨性和冲击韧性的影响

对不同含碳量的高锰钢,考察其耐磨性和冲击韧性的变化。结果表明高锰钢最佳含碳量为１．２％。     

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。     

稀土、镁和钛复合变质中锰钢的耐磨性

研究了稀土、镁和钛复合变质剂对Mn6钢耐磨性的影响。结果表明，不同变质剂及其加入量对Mn6钢耐磨性的影响很大，当使用最佳变质剂及其合适的加入量时，可使Mn6钢的耐磨性提高50％左右，该变质钢在秦皇岛港务局实际使用效果良好。     

超高锰钢耐磨性及其冲击磨料磨损行为的研究

通过动载荷冲击磨料磨损试验及磨损后磨面硬度测量,利用SEM和TEM观察磨损表面形貌和磨损亚表层组织,研究了超高锰钢的耐磨性和冲击磨料磨损行为.结果表明,冲击功为0.5 J和1.0 J时,碳含量较低的超高锰钢耐磨性与普通Mn13相当,碳含量较高的超高锰钢耐磨性高于普通Mn13;冲击功为2.0 J时,超高锰钢具有好的耐磨性,是普通Mn13的1.21倍,磨面硬度较高.超高锰钢冲击磨料磨损后磨损亚表层的变形组织主要由高密度位错和变形带组成,磨损亚表层的变形带相互交叉、截割.依据实际工况条件,加工硬化和冲击韧度适当配合的超高锰钢耐磨性良好.     

中低铬锰对高碳多元合金钢耐磨性能的影响

研究铬、锰含量的变化对高碳合金钢硬度、韧性及耐磨性的影响,结果表明:当Cr<3%时,对材料的耐磨性提高的作用较显著,而材料的耐磨性随锰含量的增加而降低。增加相当含量的铬或锰,铬系材料的耐磨性是锰系材料的1～4倍。对提高材料耐磨性而言,铬的作用显著优于锰。材料的耐磨性取决于其硬度和韧性的综合作用,同时还与其基体组织相关。     

高锰钢的热处理

本文介绍了入炉温度、升温速度、保温温度、保温时间、冷却速度、摆放位置等热处理工艺参数对高锰钢力学性能的影响.     

碳化钨增强高锰钢基复合材料冲击磨损性能的研究

为了提高高锰钢冲击磨料磨损性能,利用离心铸造法制备了WC颗粒增强高锰钢基表面复合材料,并在MLD-10型动载磨料磨损试验机上进行了冲击磨料磨损性能试验.结果表明:制备的复合材料颗粒分布均匀,WC颗粒与高锰钢基体结合良好;WC的加入提高了材料的抗冲击磨料磨损性能.     

中锰奥氏体基耐磨钢组织与性能研究

根据Ｍｓ点温度设计锰，碳成分，得到中锰奥氏体钢，通过水韧处理和回火，使工件达到度和韧性的最佳配合，并在随后的冲击磨损工作条件下，表面形成大量的形变α‘马氏体或ε马氏体，达到耐磨要求。根据试验结果，所研究的中锰钢有良好的效果，能满足使用要求。     

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。