中低碳空冷贝氏体钢的冲击磨损行为

研究了含Si量分别为 0 3 4%和 1 45 %的两种高强度 (σb≥ 1 60 0MPa)和高韧性 (αku≥ 84J·cm 2 )空冷贝氏体钢的冲击磨损行为。经透射电镜观察分析 ,含 1 45 %Si空冷贝氏体钢中的贝氏体属于无碳贝氏体 ,而含0 3 4%Si空冷贝氏体钢中的贝氏体属于典型下贝氏体组织。用扫描电镜分析研究了钢的冲击磨损表面及亚表面形貌特征 ,结果表明 ,冲击磨损失重是由于表面疲劳裂纹的萌生与扩展产生表面疲劳剥落所致。经相同冲击次数后 ,含 1 45 %Si钢的亚表面疲劳裂纹长度及裂纹尖端距表面深度均比含 0 3 4%Si的钢长。在冲击磨损试验条件下 ,1 45 %Si钢表现出较为强烈的加工硬化特性 ,经约 1 60 0次冲击磨损试验后 ,磨损失重比 0 3 4%Si贝氏体钢约高 5 0 %,抗冲击磨损性能较低     

硅对中碳低温贝氏体钢组织与性能的影响

对Si含量分别为0.3%和1.5%(质量分数)的中碳试验钢进行低温贝氏体热处理,研究了Si对贝氏体钢组织和性能的影响。结果表明:不同Si含量的试验钢的微观组织有较大的差别,其中0.3%Si试样的显微组织主要为贝氏体铁素体束,M/A岛以及大量的渗碳体析出,1.5%Si试样的显微组织主要为贝氏体铁素体束和M/A岛。1.5%Si试样的硬度和冲击性能较0.3%Si试样高,高的硬度主要是固溶强化和细晶强化的作用;高的冲击韧性主要是添加的适量Si可以抑制渗碳体的析出,从而提高残留奥氏体的体积分数及其碳含量,进而产生较为明显的TRIP效应。     

碳含量对Si-Mn-B铸钢显微组织和抗磨性的影响

研究了含1.5%Si-2.5%Mn-0.006%B和少量稀土、镍、铬、钛等合金的Si-Mn-B铸钢经900℃正火的显微组织和在销盘磨损和湿砂橡胶轮磨损条件下的抗磨损性能.钢中碳含量分别为0.17%、0.25%、0.34%、0.47%和0.53%.结果表明,碳含量较低时,主要形成粒状贝氏体,随着碳含量增加,钢的正火组织向针状贝氏体、上贝氏体和下贝氏体过渡,且组织变细.钢的硬度随碳含量增加而增大,冲击韧度随碳含量增加而下降.Si-Mn-B铸钢的耐磨性随碳含量的变化比较复杂.在销盘磨损条件下,使用低硬度玻璃砂磨料时,随着碳含量提高,磨损量减少,耐磨性增加,另外,材料的磨损量随着载荷的增加而增加,使用高硬度碳化硅磨料时,碳含量对磨损量的影响不明显.在湿砂橡胶轮磨损条件下,也呈现碳含量增加,磨损量减少的现象.     

贝氏体等温淬火对中铬耐磨钢组织性能的影响

研究了贝氏体等温淬火对中铬耐磨钢组织特征和力学性能的影响,通过光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)观察了试验钢的组织形貌变化,通过冲击磨损试验测试了其耐磨性。结果表明:随着贝氏体等温时间的延长,试验钢的硬度逐渐降低,韧性先升高后降低,当等温时间为6 h时,试验钢表现出较好的硬度(57.6 HRC)和冲击韧性(26 J·cm~(-2))结合;贝氏体等温淬火获得的下贝氏体/马氏体复相组织展现出比回火马氏体更好的抗冲击磨料磨损性能;当复相组织中下贝氏体含量为50%时,试验钢的耐磨性最好。     

中碳低合金高强钢转变组织对其耐磨性能的影响

设计了一种中碳低合金马氏体/低温贝氏体复相高强钢,并研究了不同热处理工艺下转变组织对其力学性能和耐磨性能的影响,测试了试验钢不同转变组织在磨粒磨损和冲击磨损条件下的耐磨性能,并使用场发射扫描电镜观察磨损后试验钢表面和亚表层的形貌,以研究其磨损机制.结果表明:二体平面磨损的耐磨性与硬度成正比,三体冲击磨损性能受硬度与冲击...     

模具钢无碳化物贝氏体的相变行为及其对磨损性能的影响

研究了H13模具钢的常规马氏体(油淬火+580℃回火)和无碳化物贝氏体(300℃等温处理)的相变行为，以及显微组织对其冲击磨损性能的影响。结果表明：试验钢经贝氏体等温后形成了由板条状贝氏体铁素体和残留奥氏体组成的无碳化物贝氏体组织；贝氏体铁素体+残留奥氏体组织的冲击磨损性能在磨损后期(1.5和2.0 h)优于马氏体组织。这是由于马氏体组织容易产生微裂纹，产生大量犁削，从而导致耐磨性能降低，而无碳化物贝氏体组织在冲击磨损过程中使表层发生剧烈的塑性变形，诱导微观组织中的残留奥氏体转变成α相铁素体，能够阻止试验钢基体在冲击磨损过程中产生切削，从而提高其耐磨性。     

回火温度对中碳低合金耐磨铸钢组织及性能的影响

研究了不同回火温度对中碳低合金耐磨铸钢组织及性能的影响,结果表明:试验钢在淬火回火态下组织以马氏体为主,另外还存在一些贝氏体和少量残余奥氏体.试验钢的硬度和冲击韧度随着回火温度的升高而降低,220℃回火处理后的试验钢综合力学性能最优.经由400h磨损试验后,在干态磨损条件下,低合金钢铸造履带板的耐磨性能比高锰钢提高了56%,而在有腐蚀介质的湿态磨损条件下,耐磨性能比高锰钢提高了22.5%.     

含铌石墨铸钢的制备与热处理

利用现代铸造技术以及等温球化处理,使球状石墨铸钢的力学性能达到最佳组合,这是一项既经济又有发展前景的成果.这些钢的最大使用潜力与其制造技术和特征技术参数有关,其中最重要的一项是冷却曲线图(TTT曲线).在本试验中,冶炼了3炉不同铌含量(0.0%、0.5% 和1.0%)及其它元素名义成分(质量分数)为1.0%C、2.3%Si、0.4%Mn的石墨铸钢.用热膨胀试验测定了TTT曲线,各组试验用钢的试样都进行了等温淬火.将试样进行了硬度测试及用光镜和扫描电镜进行了组织观察,并进行了拉伸、无缺口试样冲击及磨损试验.结果表明,铌的加入明显改变了TTT曲线, 随着铌含量的增加,使得珠光体转变鼻尖右移,贝氏体转变鼻尖左移.这些合金的抗拉强度都很高,在1700 MPa左右,含1%铌的合金的冲击值为45 J,含0.5%铌合金的为49 J,不含铌的无缺口试样没有被冲断.     

重载辙叉用贝氏体钢的组织及性能

对自行研制的重载辙叉用贝氏体钢进行了组织和力学性能分析。结果表明:此种材料在锻造态下的组织为无碳化物贝氏体与少量残留奥氏体。该试验钢在锻造态下具有1340 MPa的屈服强度和1440 MPa的抗拉强度,伸长率为18.5%,断面收缩率为53%;试验钢在锻后回火态下的屈服强度为1362 MPa,抗拉强度为1460 MPa,伸长率为20%,断面收缩率为54%;夏比V型冲击试验显示,试验钢锻造态下的常温冲击吸收能量为43.4 J,-50℃时的冲击吸收能量为11.4 J,能满足重载贝氏体钢辙叉低温状态下的使用要求。研究结果表明,该重载辙叉用贝氏体钢具有优良的综合力学性能。     

Nb对中低碳超级贝氏体钢组织与性能的影响

针对无Nb和0.05wt%Nb两种中低碳钢,研究了Nb对0.25wt%C超级贝氏体钢组织与性能的影响。结果表明,对两种试验钢采用轧后先快冷后缓冷的等温工艺,均可获得贝氏体组织。300 ℃等温8 h,含Nb钢贝氏体含量达到80%,屈服强度提高12% (109 MPa),冲击吸收能量达到52 J。通过Thermal-Calc软件计算并结合TEM观察发现,含Nb钢中Nb元素与Mo等元素形成复杂碳化物,析出的细小碳化物钉扎板条边界,细化贝氏体板条,抑制板条合并与粗化,提高板条的稳定性。等温8 h后,含Nb钢的贝氏体铁素体板条尺寸在150~200 nm之间。利用背散射电子和EBSD分析发现,Nb元素通过促进碳化物的析出,降低过冷奥氏体稳定性,促进贝氏体转变,抑制马氏体转变,细化残留奥氏体,提高了组织的均匀性和稳定性,是性能提高的主要机制。     

稀土/钛变质贝氏体铸钢的高应力冲击磨损研究

研究了高硅贝氏体铸钢变质前后的高应力冲击磨损性能和失效机制。试验结果表明,变质处理后贝氏体铸钢的磨损性能明显提高,其磨损量约是变质前的1／2。这是因为稀土／钛变质剂能有效地改善铸钢的晶粒和组织粗大、成分偏析造成的组织不均匀等问题,使铸钢具有优良的耐磨性能。     

较高温度等温淬火(回火)对球墨铸铁性能的影响

分别采取普通等温淬火、两级等温淬火、等温淬火＋回火3种热处理工艺对较高温度下球墨铸铁（成分为质量分数％；3.80C,2.46Si,0.25Mn,0.026S,0.036P,0.051Mg,0.022RE)的组织和性能进行了研究，发现热处理工艺带变窄或消失，得到基体中不含奥氏体的贝氏体球墨铸铁。这种球墨铸铁虽然塑韧性较差，但具有较高的强度、硬度和疲劳极限，而且耐磨性和切削性良好。     

Influence of carbon content on wear resistance and wear mechanism of Mn13Cr2 and Mn18Cr2 cast steels

By means of impact abrasion tests, micro-hardness tests, and worn surface morphology observation via SEM, a comparison research based upon different impact abrasive wear conditions was conducted in this research to study the influence of different carbon contents(1.25 wt.%, 1.35 wt.%, and 1.45 wt.%) on the wear resistance and wear mechanism of water-quenched Mn13Cr2 and Mn18Cr2 cast steels. The research results show that the wear resistance of the Mn18Cr2 cast steel is superior to that of the Mn13Cr2 cast steel under the condition of the same carbon content and different impact abrasive wear conditions because the Mn18Cr2 cast steel possesses higher worn work hardening capacity as well as a more desirable combination of high hardness and impact toughness than that of the Mn13Cr2 cast steel. When a 4.5 J impact abrasive load is applied, the wear mechanism of both steels is that plastic deformation fatigue spalling and micro-cutting coexist, and the former dominates. When the carbon content is increased, the worn work hardening effect becomes increasingly dramatic, while the wear resistance of both steels decreases, which implies that an increase in impact toughness is beneficial to improving the wear resistance under severe impact abrasive wear conditions. Under the condition of a 1.0 J impact abrasive load, the wear mechanism of both steels is that plastic deformation fatigue spalling and micro-cutting coexist, and the latter plays a leading role. The worn work hardening effect and wear resistance intensify when the carbon content is increased, which implies that a higher hardness can be conducive to better wear resistance under low impact abrasive condition.     

贝氏体钢的显微组织和耐磨性

设计了一类新型系列贝氏体钢，研究了其组织和耐磨性，试验表明，在低碳范围几乎可得到全部贝氏体组织，随含碳量增加，贝氏体量减少，形态也发生变化，同时马氏体量增多。“Ｃ”曲线测定结果表明，所设计的钢具有高的贝氏体淬透性，可在较大截面上获得均匀的组织和性能。耐磨性试验结果表明，在合适的成分和空冷时可得到近半贝氏体和半马氏体的组织，比目前使用的几种典型耐磨材料具有更高的耐磨性。     

镧对改性高锰钢冲击腐蚀磨损性能的影响

利用MLD-10型冲击磨损试验机模拟实际工矿条件,研究了3种含镧量的改性高锰钢在铁矿石酸性矿浆中冲击腐蚀磨损行为,并用扫描电镜观察了试样磨损表面形貌。结果表明:在酸性铁矿石料浆中,当冲击功为2.0 J时.镧含量为0.10%的高锰钢抗冲击腐蚀磨损性能优于镧含量为0.08%和0.05%的高锰钢,镧含量为0.05%的高锰钢冲击腐蚀磨损机制为挤出棱加工硬化造成的局部剥落:镧含量为0.08%的高锰钢冲击腐蚀磨损主要是由腐蚀磨损交互作用造成的材料剥落:镧含量为0.10%的高锰钢冲击腐蚀磨损主要是多次塑变磨损的结果。     

几种典型抗磨材料抗冲击磨粒磨损性能比较研究

在实验室条件下，用Amsler-135型磨损试验机，对高钒合金、高铬铸铁和贝氏体钢三种抗磨材料进行了抗冲击磨粒磨损性能试验。结果表明，在三种冲击载荷和两种不同磨料的试验条件下，高钒合金的抗磨性都最好，高铬铸铁次之，贝氏体钢最差。从金相组织方面分析了这三种抗磨材料的上述试验结果。     

不同碳含量贝氏体合金钢等温淬火后的组织与性能

研究了3种碳含量(0.22C、0.34C、0.45C)的贝氏体钢在960℃奥氏体化+Ms点以上10～50℃等温淬火工艺下碳含量对贝氏体组织转变和力学性能的影响。结果表明,3种试验钢经过等温淬火处理后均获得由贝氏体铁素体和残留奥氏体相间分布组成的无碳化物贝氏体组织;随着碳含量的降低,贝氏体相变时间显著缩短,贝氏体铁素体板条变厚,硬度和抗拉强度呈下降趋势,但冲击性能显著提高,这主要是与低碳钢贝氏体转变温度更高,贝氏体铁素体板条粗大但高碳含量的大块状残留奥氏体减少有关。     

低碳球墨铸铁冲击磨料磨损特性的研究

研究经准铸态贝氏体工艺处理低碳球墨铸铁冲击磨料磨损特性。采用消失模铸造工艺，经准铸态贝氏体工艺处理后，得到了贝氏体组织。冲击磨料磨损过程以冲击变形磨损为主，兼有切削磨损和凿削磨损。通过在水泥厂应用，结果表明：磨球的成本可比低铬合金铸铁磨球降低18％，而磨球的吨水泥磨耗还不到后者的80％，破球率降低了50％。