含钛焊丝钢盘条拉拔断裂原因分析

通过对含钛焊丝钢断裂试样分析,确定了拉拔断裂的主要原因是组织中的大量硬质相——贝氏体和马奥岛。结合盘条吐丝后在辊道上堆叠情况,说明在含钛焊丝钢盘条轧后缓冷过程中,搭接点和非搭接点的冷却速度差异,是造成抗拉强度极差大和组织中产生大量硬质相的主要原因。     

不同冲击载荷下10Mn钢和NM500的磨损性能及机理

为了给不同类型耐磨钢的实际使用环境提供可靠试验依据,研究不同微观组织的磨损性能和机理,分别在低载荷2 J和高载荷5 J下测试NM500马氏体钢和10Mn奥氏体钢的冲击磨损性能。NM500马氏体耐磨钢以板条状马氏体为主,板条内部存在高密度位错亚结构,同时存在少量残余奥氏体和一些棒状碳化物(TiC);奥氏体10Mn耐磨钢以奥氏体为主,还有少量马氏体和碳化物(NbC、VC)。结果表明,在低冲击载荷(2 J)下,NM500耐磨性高于10Mn钢(160 min的磨损量分别为109和181 mg),归因于NM500比10Mn钢具有更高的硬度,磨料对表面的破坏更小;在高冲击载荷(5 J)下,磨损初期,NM500耐磨性高于10Mn钢(120 min的磨损量分别为140和145 mg),但长时间磨损,NM500耐磨性低于10Mn钢(160 min的磨损量分别为222和173 mg),归因于10Mn钢发生了充分加工硬化,具有更优异的耐磨性。10Mn钢磨损后亚表面微观形貌中存在大量的高密度位错、形变孪晶、应变马氏体,优异的加工硬化能力使10Mn在5 J冲击载荷下更耐磨。     

低合金耐磨钢的组织与性能

低成本、高性能耐磨钢的需求增长及其开发都在进行中.本研究根据对耐磨钢性能的要求,试制了三种不同合金化方式的低合金耐磨钢,利用金相显微镜、透射电子显微镜、洛氏硬度计、万能材料试验机、夏氏冲击试验机和磨粒磨损实验机研究了其组织和性能,讨论了它们间的关系.结果表明:0.25C钢经不同工艺热处理后均获得了马氏体组织,并发生不同程度的自回火现象,硬度均大于45 HRC,屈服强度大于1 000 MPa,抗拉强度大于1 500 MPa,并具有一定的塑性和韧性;在860℃淬火或920℃淬火并250℃回火后,实验钢的硬度、强度、塑性和韧性有最佳的配合,耐磨性最佳;V微合金化对钢的组织和性能没有明显影响.0.33C钢860℃或920℃奥氏体化后以等于或大于2.0℃/s的冷速连续冷却或风冷至室温,回火或不回火即可得到由贝氏体与马氏体组成的混合组织,硬度超过50 HRC,屈服强度大于900 MPa,抗拉强度大于1 500 MPa,有一定的塑性和韧性,耐磨性良好,与商用淬火-回火耐磨钢类似;但由于具有高的加工硬化能力和良好的冲击韧性,在冲击条件下的耐磨性会优于商用钢.不同工艺热处理后的试验钢的磨损率随砂纸粒度和载荷增大而增大,载荷的影响较大,而磨粒的影响较小.     

三种耐蚀塑料模具钢的耐磨性和磨损机理

通过M200环-块磨损试验机和扫描电镜研究了具有良好耐腐蚀性能的3种塑料模具钢STAVAX (%:0.37C、13.40Cr、0.31V)、M330(%:0.36C、12.88Cr、0.15Mo)和N702(%:0.05C、16.30Cr、4.00Cu、4.00Ni、0.34Nb)的磨损性能和磨损表面形貌。结果表明,STAVAX、M330和N702钢在淬、回火后HRC值分别为55、53和44,磨痕宽度分别为2.61 mm、2.74 mm和7.41 mm。STAVAX和M330钢组织为基体+细球状碳化物,具有较高的耐磨性,而N702钢的基体相对较软,无第二相碳化物,在试验过程中其基体极易磨损,形成大量疲劳裂纹,易导致块状或片状剥落,耐磨性较低。     

深冷处理对NM500耐磨钢性能与磨损行为的影响

以一种自行设计的NM500级别耐磨钢为研究对象,利用冲击磨损试验,分析了深冷处理对其组织性能和磨损行为的影响。结果表明,NM500耐磨钢经深冷处理后,抗拉强度、硬度和冲击韧性均有提高,在淬火+深冷+回火处理后,最佳的综合力学性能可达抗拉强度1 910 MPa、硬度523HB、冲击韧性24.3 J/cm2,此时试验钢组织主要为马氏体,有Nb和Ti的碳化物析出。深冷处理通过残余奥氏体向马氏体转变,减少了不稳定相的含量,提升了试验钢的力学性能,从而使淬火+深冷+回火处理后的试验钢具有更高的耐磨性,此时的磨损机制以磨粒磨损为主,磨损形貌主要为犁沟、犁皱。而未经深冷处理的淬火+回火处理试验钢磨损机制以黏着磨损为主,磨损形貌主要为剥落坑和切削。     

等离子表面冶金铁基合金层磨粒磨损机理

 采用等离子表面冶金技术,在Q235钢表面获得铁基冶金层,并对其进行磨粒磨损实验。实验结果表明,冶金层耐磨性比淬火45号钢有较大提高。等离子表面冶金层磨粒磨损机制主要为两种类型：①塑性变形－切削;②断裂－剥落。磨损过程为两种机制综合作用的结果,冶金层组织对磨粒磨损机制有显著影响。     

真空消失模铸渗制备TiC/FeCr增强钢基表面复合材料

为了提高钢基表面的硬度和耐磨性,本文利用真空消失模铸渗与自蔓延相结合来制备TiC/FeCr增强钢基表面复合材料,重点研究了Cr含量对涂层硬度和耐磨性、涂层组织的影响,结果表明,随着压坯中Cr含量的增加,涂层的硬度和耐磨性先提高后下降,涂层中TiC和FeCr颗粒分布趋于均匀,其中Cr含量为20%(质量分数)为最好。     

混合稀土金属对9Cr2Mo钢组织和性能的影响

制备了稀土元素含量分别为0.1%和0%的9Cr2Mo冷轧辊钢,进行了金相夹杂物形貌分析,并进行抗拉强度和抗回火性能检测,在MM-200型环/块磨损机上进行了环/块磨损试验,根据磨损试样磨损表面形貌进行了磨损机理分析.讨论了稀土元素对9Cr2Mo钢奥氏体晶粒长大过程的影响.结果表明,9Cr2Mo冷轧辊钢中含有0.1%的稀土元素时,其抗拉强度和抗回火性能及耐磨性明显高于不加稀土元素;其组织中Mn的S、O化合物性能和形态发生改变,由质软的长条状转变为较硬的粒状;且显著细化奥氏体晶粒.     

新型中锰马氏体高强度钢的耐磨性能

 利用销盘式磨料磨损试验和三体冲击磨料磨损试验研究碳质量分数分别为0.12%和0.19%新型中锰马氏体高强度钢的磨损行为,并与Hardox450钢和21C钢进行耐磨性能对比。用磨损失重量表征耐磨性能,利用LOM、SEM和XRD等设备研究材料磨料磨损机制。结果表明,新型中锰钢耐磨性能与Hardox450钢及21C钢相当。在销盘式磨料磨损试验和三体冲击磨料磨损试验中,马氏体高强钢的耐磨性能与材料的硬度呈线性关系,硬度越高,材料耐磨性越好。由于锰的添加,新型中锰钢的优点不仅在于具有锰的固溶强化特性提高耐磨性能,还在于该钢的淬透性几乎与该钢的冷却速度无关,因而该钢具有大规模工业生产的潜力。     

薄板坯连铸连轧低合金耐磨钢磨料磨损特性

 研制了30CrMo,50CrV4两种牌号的薄板坯连铸连轧低合金耐磨钢板,对试验钢板进行淬火和低温回火热处理,并且与传统热轧工艺生产的热轧态的45,16Mn,Q235钢对比进行低应力磨料磨损试验,研究其磨损特性。结果表明,淬火低温回火态薄板坯连铸连轧30CrMo,50CrV4钢的相对耐磨性都达到了热轧Q235钢的1.6倍以上。在低应力磨料磨损下,显微切削机制为主要磨损机制,淬火回火态薄板坯连铸连轧低合金耐磨钢具有高硬度因而具有较好的耐磨性能,并在试验钢板硬度高于450HBW以后相对耐磨性明显提高。对比两种牌号的薄板坯连铸连轧低合金耐磨钢的显微组织、硬度、韧性及耐磨性能,30CrMo钢的综合性能较好。50CrV4钢耐磨性能较好,但其冲击韧性较低。     

冲击载荷对10Mn钢磨损性能的影响及耐磨机制分析

通过水韧处理配合450℃时效热处理工艺,研究10Mn钢在2和5 J冲击载荷下耐磨性能.结果表明,10Mni钢在5J冲击载荷下失重量更少,加工硬化的速率更快,并且在不同冲击载荷下磨损失重量都出现了周期性变化.磨损表面SEM结果表明,表面存在犁削磨损、凿削磨损、裂纹.通过XRD数据对亚表面奥氏体和马氏体体积分数进行定量计算...     

载荷对高氮不锈钢和304不锈钢磨损行为的影响

以高氮不锈钢(18.8%Cr-12.6%Mn-4.5%Ni-0.55%N)和304不锈钢为研究对象,利用沙盘磨损试验机在不同载荷下进行干摩擦磨损试验,通过场发射扫描电镜(SEM)分别对试样磨损表面进行观察。结果表明,在低、中和高载荷下,高氮不锈钢的耐磨性均优于同条件下的304不锈钢,高氮不锈钢的耐磨性分别为0.48、0.30和0.22 h/g,而304不锈钢的耐磨性分别为0.44、0.25和0.18 h/g。在低载荷下,304不锈钢的磨损机制主要为犁削和凿削,随着载荷的增加,磨损机制变为塑性变形和微切削;对于高氮不锈钢,在低载荷下磨损机制为犁削和微切削,随着载荷的增加,磨损机制为微切削。在高载荷(100 N)下,304不锈钢和高氮不锈钢的XRD图谱显示基体组织仍为单相奥氏体,说明未发生明显的马氏体转变。     

等温淬火温度对超细贝氏体钢组织及耐磨性的影响

设计了一种0.7C的低合金超细贝氏体钢,并通过膨胀仪、二体磨损实验、光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射、激光扫描共聚焦显微镜及能谱仪,研究了不同等温淬火温度对超细贝氏体钢的贝氏体相变动力学、微观组织以及干滑动摩擦耐磨性的影响,揭示超细贝氏体钢在二体磨损条件下的耐磨性能和磨损机理.研究结果表明,不同等温温度下的超细贝氏体钢都由片层状贝氏体铁素体和薄膜状以及块状的残留奥氏体组成;随着等温温度的升高,超细贝氏体的相变速率提高,相变孕育期及相变完成时间缩短,但贝氏体铁素体板条厚度增加,残留奥氏体含量增加,硬度值有所降低;超细贝氏体钢磨损面形貌以平直的犁沟为主,主要的磨损机理为显微切削;不同等温温度下所获得的超细贝氏体的耐磨性能都优于回火马氏体,且随着等温温度的降低,耐磨性能提高.其中在250℃等温所获得的超细贝氏体钢具有最优的耐磨性能,其相对耐磨性为回火马氏体的1.28倍.这主要与超细贝氏体钢中贝氏体铁素体板条的细化及磨损过程中残留奥氏体的形变诱导马氏体相变（TRIP）效应有关.      

稀土铈对内生TiC型超级耐磨钢组织性能的影响

作为耐磨钢研究的新领域,引入高体积分数TiC粒子的超级耐磨钢,虽然能够提升钢的耐磨性,但会降低材料的韧塑性.为了提升超级耐磨钢的综合性能,研究稀土铈对超级耐磨钢组织性能的影响,采用真空感应炉冶炼出不同铈质量分数的试验钢,通过扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)、电子探针(EPMA)、硬度测试、低温冲击性能测试...     

Microstructure and Wear Resistance in Medium and High C Steels Treated by Quenching and Partitioning

The quenching and partitioning (Q&P) steels have shown to be promising candidates to be applied in fields where wear resistance is required. In this study, a medium and a high C steel are heat treated by Q&P and the resulting microstructure, hardness, and wear resistance are characterized. The mechanical stability of the austenite phase under wear test conditions is investigated. It is found that the stability of austenite is very high in the high C steel and decreases in the medium C steel. Additionally, the hardness and wear behavior of the Q&P-treated steels are compared with the results obtained for quenching and tempering (Q&T) treated samples, showing that, although the hardness of Q&P steels is quite lower, the obtained wear rates are similar. It means that in the studied Q&P steels, although the austenite transformation into martensite does not occur considerably, the presence of austenite might play a key role in the wear resistance.     

热轧中锰马氏体耐磨钢的冲击磨损行为

 利用MLD-10型动载磨料磨损试验机,系统研究了热轧中锰马氏体耐磨钢在1、2.5和5 J冲击能量作用下的冲击磨料磨损行为,并与Hardox450钢进行了比较。借助光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和布氏硬度计等设备分析了试验钢的组织、力学性能及磨损表层、亚表层,并探讨了其磨损机制。研究结果表明,试验钢的显微组织为板条马氏体,与Hardox450钢相比,其布氏硬度更高,-40 ℃下的冲击吸收能量更低,分别为503HB和15.3 J。相同工况条件下,试验钢的磨损失重明显小于Hardox450钢,且基于有效磨损时间修正后的磨损率均随着冲击能量的升高,呈现出先增大后减小的趋势。当冲击能量为2.5 J时,磨损率最大,磨损失重量最多。原因在于,冲击能量较低时,试验钢的磨损主要以犁沟为主,并伴随着少量的磨粒嵌入,磨损失重较少;当冲击能量为2.5 J时,磨损表面的切削加剧,且塑性变形造成大量磨粒嵌入基体,导致应力集中,并在反复冲击过程中产生疲劳裂纹,随后扩展至试验钢表面,形成疲劳剥落,磨损亚表层出现明显剥落坑,失重显著增加;当冲击能量为5 J时,磨损表面塑性变形增加,加工硬化显著,疲劳磨损占据主导,磨损表面硬度较高,犁沟和磨粒嵌入较少,磨损亚表层更为平整均匀,失重反而减少,磨损率下降。     

含钛中锰钢淬火-配分组织及力学性能

为了研究淬火配分含钛中锰钢的组织与力学性能,借助扫描电子显微镜,透射电子显微镜、电子背散射衍射技术与万能拉伸试验机、磨粒磨损试验机等,分析与测试了含钛中锰钢在165～240℃淬火380℃配分处理后组织、强度、塑性与磨粒磨损性能.结果 表明,试验钢淬火-配分组织主要为板条状一次马氏体、块状二次马氏体及残余奥氏体,同时含有...