低合金高强度耐磨钢的冲蚀磨损性能研究

研究了3种低合金高强度耐磨钢(NM400、NM500和高碳钢65Mn)淬火后组织、性能和析出物情况,以及在不同角度和压力下的冲蚀磨损性能和磨损机理。结果表明:3种耐磨钢的组织均为马氏体,其中NM400和NM500为板条马氏体组织,而高碳钢65Mn则主要为片状马氏体组织。冲蚀磨损试验表明:在较小的冲蚀角度下,3种耐磨钢的冲蚀磨损性能主要与材料的硬度有关,但是在较大的冲蚀角度下,3种耐磨钢的冲蚀磨损性能除了与硬度有一定关系外,还与材料的塑韧性有较大关系。     

热处理对高碳低合金磨球钢的组织和性能的影响

研究了热处理工艺对高碳低合金磨球钢的显微组织、硬度、冲击韧度和耐磨性的影响，并分析了钢的耐磨性与力学性能的关系。研究结果表明，该钢具有高淬透性，在水、油中冷却的临界淬透直径均大于１００ｍｍ，回火稳定性较高。该钢经８５０￣９００℃淬火及２００℃回火后，可获得具有高硬度和一定韧性的回火马氏体组织，并具有较高的耐磨性。     

耐磨管道用低合金耐磨钢的组织与性能

设计了4种不同成分的耐磨管道用低合金耐磨钢,通过轧态组织观察、力学性能、耐磨性能的测试,并对其热处理工艺进行研究。结果表明：性能最佳的成分为0.30%C、1.37% Mn、0.72% Si、0.92% Cr、0.31% Mo的耐磨钢试样轧态组织为板条状马氏体、少量贝氏体、部分珠光体的整合组织,其最佳热处理温度为淬火850 ℃,回火420 ℃,经该热处理工艺处理后,硬度达到47 HRC、冲击吸收能量64 J,符合产品性能要求,可批量生产。     

工艺参数对NM500耐磨钢力学性能和三体冲击磨损性能的影响

对一种含0.27%C的工程机械用低合金高强度耐磨钢NM500进行轧制及两相区热处理试验,研究了普通高温轧制+空冷、高温控制轧制+空冷、高温控制轧制+层流冷却以及低温控制轧制+层流冷却工艺参数对实验钢两相区热处理后力学性能和三体冲击磨料磨损性能的影响。结果表明,轧制及轧后冷却工艺参数对试验钢两相区热处理后的性能影响较大,低温控制轧制+层流冷却较好的细化了原始铁素体晶粒,在经过适当的两相区热处理后得到保留,有利于提高实验钢的低温冲击韧性和耐磨性能。     

高碳低合金耐磨风的磨料磨损行为

研制的高碳低合金耐磨钢经９２０℃空淬和２５０℃回火后,基体组织为孪晶马氏体,残余奥氏体呈不连续薄膜状分布在马氏体片间低冲击条件下,其磨性优于中碳低合金耐磨钢及高锰钢。     

热处理工艺对低合金耐磨铸钢力学与摩擦磨损性能的影响

借助OM、SEM和EDS分析研究了淬火后不同回火温度对低合金耐磨铸钢力学及摩擦磨损性能的影响。试验结果表明,890℃淬火后500~650℃回火,随着回火温度的增加,试样硬度、抗拉强度逐渐减小,伸长率逐渐增加,560~620℃回火试样具有较优的综合力学性能。560~620℃回火试样在MMS-2A摩擦磨损试验机分别加载100 N和200 N进行干摩擦磨损试验,随着回火温度增加,试样的磨损体积和磨损率都增加,加载200 N磨损体积及磨损率大于加载100 N;试样磨损主要以氧化磨损、粘着磨损为主,同时伴有少量的磨粒磨损及微观切削。     

三种热处理工艺对低合金耐磨钢组织和磨损性能的影响

采用扫描电镜、透射电镜等研究了低合金耐磨钢经低温回火、循环热处理、一步配分热处理后的显微组织,采用磨粒磨损试验机测试其磨损质量.结果表明:试验钢经低温回火后的组织为板条马氏体加少量析出相;循环热处理的试验钢的马氏体板条消失,在原奥氏体晶界上和基体处均有碳化物析出相;淬火配分热处理的试验钢中的马氏体板条比较明显,并有少量的残留奥氏体.能谱成分分析可知,不同热处理工艺后试验钢中的微米尺寸的析出相主要是(Ti,Nb)C,球形与椭球形纳米尺寸析出相是(Ti,Nb,V,Mo)C.淬火加200℃低温回火处理的试验钢的硬度为46.5 HRC,循环热处理的试验钢的硬度最低,为31.48 HRC,淬火加一步配分热处理的试验钢的硬度为44.84 HRC.磨粒磨损实验结果表明,淬火加200℃低温回火处理后的试验钢的耐磨损性最佳,淬火加配分处理的试验钢的磨粒磨损性能与淬火加低温回火的试验钢相差不大,循环热处理的试验钢的磨粒磨损性能较差.     

耐腐蚀NM360耐磨钢板的试制及其性能研究

由于煤矿刮板运输机服役的恶劣环境,对传统NM360耐磨钢的耐蚀及耐磨性能提出了更高的要求。综合考虑合金元素对钢材耐蚀性的提升作用,在传统耐磨钢成分的基础上,采取添加一定量的Cu、Ni合金元素的方法,开发了耐腐蚀NM360钢板。采用场发射扫描电镜,透射电子显微镜以及布氏硬度仪对耐腐蚀NM360钢板的组织及硬度进行分析研究;通过干砂/橡胶轮磨损试验机测试了耐腐蚀NM360钢板的磨损性能;利用腐蚀挂片试验测试了耐腐蚀NM360钢板的腐蚀性能。结果表明,虽然添加Cu、Ni元素后耐腐蚀NM360钢板与传统耐磨钢板硬度相当,但耐腐蚀性能及耐磨性能均有一定程度的提升。     

耐磨低合金铸钢的研制

加入稀土合金及多种合金元素研制的耐磨合金铸钢,经过热处理工艺后,硬度和韧度高,耐磨性能好,成本低,在中、低冲击功工况下是高锰钢和高铬钢的理想替代材料.     

低合金高强度耐磨钢板NM500的研发

采用Ti-Mo-B合金化体系,通过洁净钢冶炼技术、控制轧制技术以及离线淬火、回火工艺,成功开发出一种低合金高强度耐磨钢板NM500。通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)观察试验钢的显微组织,利用万能试验机、摆锤冲击试验机和布氏硬度仪分别检测试验钢的强度、低温韧性和硬度。结果表明,所开发的NM500钢板显微组织为回火板条马氏体,板条内分布着长度50～100 nm,宽约10 nm的ε碳化物以及纳米尺度的微合金元素碳氮化物(Ti,Nb)(C,N),其抗拉强度为1678 MPa,伸长率12.5%,布氏硬度502 HBW,-20℃冲击吸收能量38 J,具有良好的强度、塑性和低温韧性。在相同磨损条件下,所研制的NM500钢的相对耐磨性约为NM400钢的1. 45倍,NM450钢的1. 2倍。     

Nb-Mo、V微合金元素对NM500超高强度耐磨钢板组织与性能的影响

研究了Nb-Mo、V不同成分体系对NM500超高强度耐磨钢板组织与性能的影响.结果表明,通过降低精轧温度,实现未再结晶轧制,得到平整钢板,两种成分体系的NM500耐磨钢板经不同温度回火,随着回火温度的升高,钢板韧性得到改善,但强度和硬度呈先增后降趋势.在200℃回火,两种成分体系的试验钢可获得优良的综合力学性能.     

碳含量对低合金耐磨钢组织及耐磨性的影响

研究了碳含量分别为0.31%、0.38%和0.50%的低合金耐磨铸钢热处理后的组织、强韧性及不同磨损条件下的磨损性能。结果表明,试验钢经950℃淬火及250℃回火,显微组织均以板条马氏体为主,随含碳量的增加,组织有所粗化,并且有片状马氏体出现。试验钢的硬度随碳含量的增加而增加,但韧性下降。磨损试验结果表明,冲击磨料磨损条件下,主要表现为凿削磨损,碳含量为0.38%的试验钢具有较好的耐磨性;静磨料磨损条件下,主要表现为切削磨损,耐磨性主要受硬度的影响,碳含量为0.50%试验钢具有较好的耐磨性。     

连铸坯内生超硬TiC超级耐磨钢的研究与应用

在常规低合金马氏体耐磨钢合金成分的基础上,添加一定量的Ti元素,通过冶炼连铸过程中形成大量微米、亚微米超硬TiC陶瓷颗粒,并结合控制轧制和控制热处理的工艺控制,使其弥散均匀分布在板条马氏体基体上,研发出一种新型连铸坯内生超硬TiC陶瓷颗粒增强耐磨性超级耐磨钢板,并在国内某钢厂进行了工业化生产。分析了连铸、热轧和离线热处理时实验钢中TiC的演变规律和组织性能的变化,并研究了其耐磨性能。结果表明,新型钢板中由于较多Ti元素的添加,在连铸凝固过程中形成仿晶界的微米、亚微米级的超硬TiC粒子,轧制和离线热处理过程中,仿晶界的TiC粒子在马氏体基体中弥散均匀分布;耐磨性测试表明,在同等硬度的条件下,新型耐磨钢板的耐磨性达到传统马氏体耐磨钢的1.5~1.8倍,具有优异的耐磨性能。     

热处理工艺对NM400低合金钢板组织性能的影响

研究了在线淬火-缓冷-回火工艺对NM400低合金钢板组织性能的影响,并与同等工艺条件下离线热处理后实验钢板的显微组织和力学性能进行了比较。结果表明：在线淬火-缓冷-回火工艺处理的钢板可获得大量压扁拉长的板条马氏体、铁碳化合物和少量的残余奥氏体组织,而离线热处理的钢板则获得较为规则的板条马氏体组织。在线淬火-缓冷-回火处理工艺可提高耐磨钢板的屈服强度和塑性,而离线热处理耐磨钢板的冲击韧性和抗拉强度较好。     

冷却工艺对低合金耐磨钢 NM400的组织性能影响

对低合金高强度耐磨钢 NM400进行两种不同的轧制冷却工艺研究：前端集中冷却和稀疏冷却。采用光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、SANSCMT5105电子万能试验机和 HV9250仪器化落锤式冲击试验机,研究了两种不同轧制工艺下 NM400的组织和析出物的演变规律以及对应的力学性能的变化。试验结果显示：两种冷却工艺条件下 NM400的组织基本相同,均以粒状贝氏体为主。第一种冷却条件的冷速较大,组织有由粒状贝氏体向板条贝氏体转变的趋势,且析出物尺寸较大;第二种冷却条件的冷速较低,组织中存在先共析铁素体,且析出物尺寸较小。含有板条贝氏体组织的强度较高,达到 637.5MPa,含有先共析铁素体的组织－20℃低温冲击功较高,达到了167J。     

薄规格耐磨钢淬火条纹分析与工艺改进

针对薄规格耐磨钢淬火后出现的表面条纹和硬度不均匀问题,通过显微组织观察和硬度检测,结合淬火设备和淬火工艺进行了分析。结果表明,钢板淬火过程中淬火机螺旋辊辊槽和辊环处的水量和冷速不均匀是该问题的主要原因。通过调整淬火温度和淬火机水流量、辊速、辊缝等参数,解决了淬火条纹问题,同时获得了良好的板形。     

NM500耐磨钢的奥氏体转变

研究了500 HBW级别耐磨钢板的相变规律、微观组织和力学性能。结果表明：给定钢的化学成分,淬火冷却速度的变化会强烈影响奥氏体淬火后的组织结构和力学性能。研究的钢种冷速从3 ℃/s变化到55 ℃/s,钢的维氏硬度从341 HV10提高到596 HV10,对应抗拉强度变化范围 979~1690 MPa,强度和硬度随冷速增加而提高。分析主要原因是室温组织结构从低冷速下的铁素体珠光体逐渐变成了较高冷速下的贝氏体或马氏体。