基于超声技术的先进耐磨材料ZM4-13无损表征

矿用刮板输送机及转载机中板的磨损影响煤矿开采的效率和安全。以中煤张家口煤矿机械有限责任公司新研制的耐磨钢ZM4-13为试验材料,采用友联PXUT-280型数字超声波检测仪进行超声检测,用M-2000环块磨损试验机进行干滑动摩擦磨损试验,并通过倒置显微镜进行金相分析。研究结果表明,10Z6N探头对ZM4-13不同热处理状态的试样测试出的声速结果中,声速分散的有正火与低温回火,能够将退火处理单独的区分出来,而正火与低温回火能归为一类,淬火、中温回火和高温回火归为一类,因此声速法可以将不同处理后的材料进行粗略区分。     

钒微合金化中锰马氏体耐磨钢奥氏体晶粒长大行为

利用热模拟试验机、OM和TEM研究了钒微合金化中锰马氏体耐磨钢的奥氏体晶粒长大行为,分析了不同加热温度和保温时间下第二相粒子的形貌、尺寸和粒径分布及其与奥氏体晶粒长大行为的交互作用。结果表明,在820℃保温10 s时,试样的平均奥氏体晶粒尺寸为3.98μm,继续保温3600 s后仅长大1.47μm,具有较强的抗粗化能力。这是因为基体中细小的V(C, N)粒子钉扎奥氏体晶界,抑制了奥氏体晶粒的长大。随着保温温度升高和时间的增加,V(C, N)粒子发生溶解和粗化,钉扎能力减弱,奥氏体晶粒快速长大。利用增加时间指数的新型Sellars模型,通过预设误差函数的新型计算方法,建立了两段奥氏体长大模型,其与传统Beck模型相比,预测精度大幅度提升。     

不同热处理工艺对耐磨钢复合板界面影响的研究

淬火+低温回火的热处理工艺是耐磨钢复合板的重要工艺，本文研究NM500/Q345/NM500复合板进行不同淬火+回火热处理试验。借助超景深光学显微镜(OM)、场发射扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等设备，分析了不同热处理(淬火+回火)工艺参数下复合界面处的微观形貌特征、界面元素分布、缺陷成分和显微硬度，研究发现：淬火后复合板结合界面整体复合效果较好。淬火温度的增加促使界面的孔洞明显减小或者消失；同时，原始奥氏体出现长大的倾向，板条束马氏体组织明显增多，板条块减小，复合板耐磨钢层的硬度先增大再减小。     

高钛耐磨钢研究进展

耐磨材料凭借高硬度特点，已广泛应用于许多磨损领域。由于钛元素在地球含量丰富，且具有阻止晶粒长大、提高钢的耐磨性等作用，高钛耐磨钢有着良好的发展前景，是一种非常好的耐磨材料。本文总结了高钛耐磨钢中元素的种类和含量以及在凝固、变形、淬火及回火过程中的工艺参数对钢的显微组织和性能的影响，并对未来进行展望，期待为高钛耐磨钢的发展应用提供支持。     

终轧温度对中锰马氏体NM500钢再加热后组织性能的影响

中锰马氏体耐磨钢具有低成本、高强度、高硬度和高耐磨性等特点，在煤炭采运、水泥搅拌和轨道交通等领域具有广阔的应用前景。利用金相显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等设备，以中锰马氏体NM500钢为研究对象，研究了终轧温度对其热处理后组织和力学性能的影响。研究结果表明，与热轧态试样相比，经850℃保温1 h热处理后，试验钢的原始奥氏体晶粒明显细化，相变后的马氏体组织更加细小，低温冲击韧性大幅提升，且较低的终轧温度使得基体中缺陷密度增加，V(C,N)的数量增大，粒径减小，更有利于再加热过程中奥氏体晶粒的细化。当终轧温度由900℃降低至700℃时，经再加热后，试验钢的原始奥氏体晶粒尺寸由10.50μm细化至5.02μm,马氏体的板条块尺寸由1.37μm减小至1.06μm,位错密度由1.05×10¹⁵ m^-2增加至1.51×10¹⁵ m^-2。马氏体多级组织的细化以及位错密度的增加，显著提升了细晶强化增量和位错强化增量，使得试验钢的抗拉强度、屈服强度和硬度分别增加至1 860 MPa、1 084 MPa和54...     

铸型对中碳低合金耐磨钢硬韧性和耐磨性的影响

采用SEM、XRD、冲击试验机和动载冲击磨料磨损试验机等，研究了三种不同冷却速度铸型下铸造锤头用中碳低合金耐磨钢的显微组织、硬度、冲击韧性和耐磨性。结果表明，三种试样显微组织均由回火马氏体、碳化物和残余奥氏体组成，且使用金属激冷铸型制成的钢，回火马氏体更加细小。对比石英砂铸型，使用金属激冷铸型的钢试样洛氏硬度、冲击韧性和耐磨性提升2.7%、16.1%以及14.6%。冷却速度高的铸型，有利于钢组织细化，同时提高硬度和耐磨性。     

冷却模式对NM400相变塑性及残余应力的影响

轧后快速冷却已成为制备耐磨钢NM400的重要手段，但快速冷却过程会在带钢内引入高幅值残余应力，导致带钢出现板形缺陷，并在后续加工以及使用过程中出现畸变。因此，弄清NM400在连续冷却过程的相变行为以及冷却速度对其相变行为的影响规律，是干预带钢相变行为、改善连续冷却过程带钢内残余应力水平及分布的关键。针对某厂热轧连续冷却过程采取的两种冷却模式造成的板形差异问题，通过热模拟试验、基于断裂力学原理的裂纹柔度法以及建立ABAQUS有限元仿真模型，计算了连续冷却过程的温度场、应力应变场，揭示了冷却模式对NM400相变塑性及残余应力的影响规律。研究结果表明，连续冷却过程残余应力的形成分为3个阶段，即热应力主导阶段、表面相变主导阶段和心部相变主导阶段；相变塑性应变的大小及方向与加载在相变瞬间的应力直接相关；加大冷速会提高带钢心部相变开始时带钢表面相变的体积分数，该体积分数越大，心部开始相变时所受到的拉应力水平越高，所产生的相变塑性应变越大，与相变应变两者叠加后在材料内会引入高幅值残余应力。研究成果可为耐磨钢NM400连续冷却过程残余应力调控提供数据基础和理论依据。     

淬火温度对空冷贝氏体-马氏体复相耐磨钢组织性能的影响

设计了一种空冷贝氏体-马氏体复相耐磨铸钢的成分并进行冶炼浇注与热处理。通过力学性能测试、显微组织及断口形貌观察、X射线衍射分析等方法，研究淬火温度对组织和性能的影响。结果表明，经900℃淬火1 h后空冷至室温，随后在300℃回火2 h并空冷至室温，获得了综合力学性能最佳的贝氏体-马氏体复相耐磨铸钢，抗拉强度1729 MPa,断后伸长率4.3%,布氏硬度为454 HBW,V型缺口冲击吸收能量为19.31 J。其组织中含有10%左右的残留奥氏体，能够提高基体强韧性。     

岩石掘进机盘形滚刀刀圈材料耐磨性研究

本文研究了岩石掘进机盘形滚刀刀圈材料6Mo2Cr2SinNiV钢1050℃淬火后在不同回火温度下的显微组织、硬度和冲击韧性。结果表明，回火后的组织由回火马氏体、初生碳化物和二次碳化物组成，一次碳化物和二次碳化物分别为（V,Mo）C和Fe3C。随着回火温度的升高，碳和合金元素的偏析逐渐减少。在550℃回火后，碳和合金元素的偏析完全消除，聚集的初生碳化物变成棒状并均匀分散在基体中。该钢具有良好的回火稳定性。在本文的试验范围内，试验材料在550℃回火时获得最高硬度59.0HRC，并且随着回火温度的升高其冲击韧性缓慢下降，在1050℃淬火和550℃回火后具有良好的耐磨性，其耐磨性是Q275A钢的10.59倍。     

NM500耐磨钢的QLT热处理工艺

对NM500耐磨钢进行940℃淬火+两相区淬火+回火(QLT)热处理，研究了两相区淬火温度(820～880℃)和回火温度(200～600℃)对试验钢显微组织和力学性能的影响。结果表明，在两相区淬火温度从820℃升至880℃的过程中，试验钢为马氏体和铁素体双相组织，且铁素体含量逐渐降低，马氏体含量增多，试验钢的强度和硬度提高，-40℃冲击吸收能量从67 J降低至33 J。在870℃两相区淬火，200～600℃范围内回火时，随回火温度的升高，板条马氏体和残留奥氏体逐渐分解，碳化物形态和分布发生变化；试验钢抗拉强度和硬度逐渐降低，低温冲击性能先降低后升高，试验钢达到良好强韧性匹配的回火温度区间为200～250℃。