一種鈦微合金化耐磨鋼的析出控制及耐磨機理研究.pdf

1、高強耐磨鋼廣泛應用于礦山機械、工程機械、建材、交通運輸等方面，其核心生產工藝長期被國外少數公司壟斷，致使目前國內只能生產NM360和NM400等中低端耐磨板產品。近年來，我國在低合金馬氏體耐磨鋼研究方面取得很大進展，通過在馬氏體基體上引入第二相強化，進一步提高了鋼材的強韌性及耐磨性。此外，因廣泛采用國內豐富的合金元素而避免使用稀有貴重金屬，生產成本較低。本文基于新開發(fā)出的NM500級別馬氏體耐磨鋼，在以Cr-Mo為主的成分體系上添加一定

2、量的Ti元素，通過控制熱軋及熱處理相關工藝參數使其以硬質相的TiC形式彌散析出，進而開發(fā)出一種耐磨性優(yōu)異的超高強馬氏體耐磨鋼板;在此基礎上，對比添加V元素，分析合金成分及工藝參數對實驗鋼組織性能及耐磨性的影響，得出V元素對實驗鋼性能影響規(guī)律。主要內容及研究成果如下:
　　(1)利用熱模擬試驗機，對實驗鋼進行雙道次壓縮變形，以10℃/s的冷卻速度分別冷至500℃、550℃、600℃、650℃、700℃并分別保溫0s、5s、10s、1

3、00s、300s、500s和1000s，檢測了各試驗條件下實驗鋼的組織性能。其中含V元素的實驗鋼均得到板條馬氏體組織且具有較高的硬度，不含V的實驗鋼隨著保溫時間的增加陸續(xù)出現鐵素體相，且能達到的硬度值也較低。
　　(2)將實驗鋼在Φ450實驗軋機上進行兩階段控軋，以10℃/s的冷速冷至600～650℃，并分別在爐內保溫10s和60min后直接淬火至室溫，檢測了實驗鋼在不同軋制制度下的組織性能。分析可知，含V實驗鋼的組織明顯比不含V

4、實驗鋼均勻，且含V的實驗鋼具有更高的屈服強度、抗拉強度、硬度和沖擊韌性，但其延伸率相對不含V的實驗鋼較低，可見其在塑性方面略微不足。根據TEM檢測分析，爐內保溫10s時A鋼的析出物數量要多于B鋼，爐內保溫60min時A鋼的析出物數量也要多于B鋼，說明微合金元素V的加入有利于析出物數量的增加。(3)在低應力沖擊磨粒磨損下研究了實驗鋼的磨損行為。結果表明，在雙道次軋制并以10℃/s冷至600～650℃后，再在爐內保溫10s后淬火的工藝下，含

5、V實驗鋼的耐磨性是不含V實驗鋼的1.23倍;在雙道次軋制并以10℃/s冷至600～650℃后，再在爐內保溫60min后淬火的工藝下，含V實驗鋼的耐磨性是不添加釩的實驗鋼的1.04倍。
　　(4)通過對實驗鋼的磨損形貌進行觀察，研究了實驗鋼的磨損機理。結果表明，在雙道次軋制并以10℃/s冷至600～650℃后，再在爐內保溫10s后淬火的工藝下，實驗鋼的磨損機理以顯微切削機理為主;在雙道次軋制并以10℃/s冷至600～650℃后，再在