ZGMn13Cr2高錳鋼不同條件下加工硬化及沖擊磨損行為研究.pdf

1、高錳鋼因具有優(yōu)良的加工硬化能力而廣泛地應(yīng)用于礦山機(jī)械、鐵路、冶金、建材等領(lǐng)域。針對(duì)高錳鋼不同工況條件下，其加工硬化機(jī)制存在不同認(rèn)識(shí)的問(wèn)題，本文對(duì)高錳鋼開(kāi)展了靜態(tài)壓縮、動(dòng)態(tài)循環(huán)沖擊實(shí)驗(yàn)，探討了應(yīng)變速率、變形量和相對(duì)沖擊功對(duì)高錳鋼顯微組織演變、力學(xué)性能及加工硬化機(jī)制等的影響。論文的主要研究結(jié)果如下:
　　采用Gleeble-3500型熱模擬試驗(yàn)機(jī)，對(duì)高錳鋼試樣進(jìn)行壓縮模擬試驗(yàn)，利用真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線、加工硬化率曲線、變形帶的微觀組織結(jié)

2、構(gòu)分析，探討了應(yīng)變速率、變形量對(duì)高錳鋼加工硬化行為的影響，主要結(jié)論如下:
　　(1)ZGMn13Cr2高錳鋼在恒應(yīng)變速率等溫壓縮時(shí)，流變應(yīng)力隨應(yīng)變的增大而增加，不同應(yīng)變速率的流變應(yīng)力應(yīng)變曲線呈相似的變化趨勢(shì):即0＜ε≤0.05時(shí)為彈性變形階段，流變應(yīng)力幾乎呈線性迅速增加;0.05＜ε≤0.30為直線硬化階段，流變應(yīng)力增加的趨勢(shì)有所放緩;0.30＜ε≤0.5拋物線硬化階段;應(yīng)變速率越大，壓縮到相同的應(yīng)變量所需的真應(yīng)力也越大。

3、　　(2)應(yīng)變速率為0.1s-1、壓縮量在0％-50％的形變范圍內(nèi)，高錳鋼基體為奧氏體和少量碳化物，未發(fā)現(xiàn)形變馬氏體。壓縮變形后顯微硬度顯著增加，由原始態(tài)的HV248.65增加到HV560.75（壓縮量50％）。
　　(3)不同應(yīng)變速率壓縮50％變形后，高錳鋼基體內(nèi)部出現(xiàn)了大量的變形帶。變形帶之間相互交叉、阻滯、割截，將基體分割成不同的區(qū)域，有些變形帶在較大切向應(yīng)力的作用下呈階梯狀，這是交滑移運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，變形帶的密度和數(shù)量隨著應(yīng)變

4、速率的增大而增加。靜態(tài)壓縮時(shí)，高錳鋼的強(qiáng)化機(jī)制為位錯(cuò)強(qiáng)化+孿晶強(qiáng)化的綜合強(qiáng)化機(jī)制。
　　采用MLD-10動(dòng)載磨料磨損機(jī)，研究了相對(duì)沖擊功、沖擊時(shí)間對(duì)高錳鋼動(dòng)態(tài)沖擊載荷工況時(shí)加工硬化行為和磨料磨損行為的影響，采用XRD物相分析、金相分析和TEM微觀組織分析探討高錳鋼的加工硬化機(jī)理和磨損機(jī)理，主要研究結(jié)論如下:
　　(1)高錳鋼在沖擊條件下，其表層加工硬化組織中出現(xiàn)了大量的變形帶，這些變形帶相互平行或呈臺(tái)階狀，相互交叉、阻滯、割

5、截，將基體分割成不同的區(qū)域;變形帶的數(shù)量和密度隨著相對(duì)沖擊功的增加而增大;當(dāng)相對(duì)沖擊功較小時(shí)，位錯(cuò)大多呈平直的板狀排列很少纏結(jié)成胞，孿晶體積分?jǐn)?shù)不高;當(dāng)相對(duì)沖擊功較大時(shí)，位錯(cuò)密度驟增，高密度位錯(cuò)纏結(jié)成位錯(cuò)胞，且孿晶體積分?jǐn)?shù)增加。
　　(2)高錳鋼的臨界相對(duì)沖擊功為200J/cm2，隨著相對(duì)沖擊功的增加，變形層厚度由3000μm逐漸增加到5500μm，其物相組成主要為奧氏體相和少量碳化物，未發(fā)現(xiàn)形變誘發(fā)馬氏體。高錳鋼在動(dòng)態(tài)循環(huán)沖擊載