论文部分内容阅读
贝氏体钢是指在使用状态下组织为贝氏体或贝氏体/马氏体复相组织的钢种。它在性能价格比方面具有明显优势,从而在机械、冶金、交通运输和建材等行业得到广泛应用。在矿山、建筑等工作环境下服役的工件需要有良好的耐磨性能。传统的耐磨材料高锰钢在高冲击载荷下有优良的耐磨性,但是它在低冲击载荷下的耐磨性不佳。贝氏体钢的同类产品由于合金含量高或者热处理工艺复杂,在经济性、环保性,可操作性等方面不具备明显优势。本研究旨在开发一种新型的贝氏体耐磨铸钢。该钢种为中合金钢,热处理工艺比较简单。试验钢具有比较均衡的硬度和冲击韧性,在低冲击载荷下具有良好的耐磨性能。试验钢的合金元素含量为:2.0wt%Si,3.0wt%Mn,0.4wt%Mo,1.2wt%Cr, 0.002wt%B,碳元素分为0.25wt%、0.50wt%、0.70wt%共3种。浇铸后得到的试样进行了退火、盐浴、空冷等不同工艺的热处理,测试了其硬度、冲击韧性及在低冲击载荷下与高锰钢(ZGMn13)的相对耐磨性能,观测了其组织,并对其耐磨机理进行了分析,结论如下:1.以Si、Mn、Cr、Mo、B为合金元素的中合金铸钢,在铸态和热处理后均能得到贝氏体。2.试验钢中的组织(马氏体、贝氏体和残余奥氏体)含量综合决定了其硬度;空冷处理既有利于获得针状贝氏体,又可显著提高试验钢的冲击韧性。3.成分为0.70wt%C、2.0wt%Si、3.0wt%Mn、0.4wt%Mo、1.2wt%Cr、0.002wt%B的试验钢,经过900℃奥氏体化60min然后直接在空气中冷却的热处理工艺后,其综合性能最佳(性能参数为304.1HV、αK值为40.81 J/cm2、与高锰钢的相对耐磨性为1.20)。4.磨损表面上存在犁沟和犁皱,还有少量的切削痕迹,可推断其磨损机理主要以塑性变形磨损为主,兼有微切削磨损。