添加V、Cr对C级矿用圆环链用钢组织控制及耐磨性的研究

摘要

为了研究添加V、Cr 对低碳低合金钢组织转变特征及力学性能的影响，本试验在已成功开发的26×92规格的0＃钢基础上，制备了五种不同V、Cr 含量的试验钢。利用金相显微镜和扫描电镜对其热处理后的微观组织形态进行了观察，利用Formaster-IV 型全自动相变仪测定添加V 试验钢（0.17％）的CCT 曲线。并对其淬火回火后的力学性能进行了测定。还对各试验钢的淬透性进行了评定，对其回火后的冲击断口形貌进行了分析。并且与日本进口23MnNiCrMo54 钢对比，对其磨损性能进行了研究。 试验结果表明，在微合金化低碳Si、Mn、Mo 试验钢基础上添加少量V、Cr提高了试验钢的淬透性，对于添加0.17％V的试验钢可使获得全部马氏体的临界冷却速度为由原来的20℃/s 下降到10℃/s，其淬透临界直径提高到45～55mm，心部硬度达到了45HRC以上。在10℃/s -5℃/s 冷却速度范围内获得马氏体和贝氏体混合组织，5℃/s－2℃/s 获得低碳板条贝氏体组织，低于2℃/s 出现粒状贝氏体，更低的冷却速度下（0.05℃/s）有先共析铁素体析出。试验钢920℃正火后的组织为粒状贝氏体+板条贝氏体，硬度在26～32HRC 之间，对于大规格矿用圆环链的剪切下料，硬度偏高，结合淬透性结果，合金元素的添加量应取试验钢的低限。试验钢经920℃淬火及300℃、400℃回火后，抗拉强度达到1339MPa～1556MPa,断面收缩率为45％～57％,伸长率达到10％～14％。在相同回火温度下，添加少量的V、Cr 使试验钢的抗拉强度提高，并保持同等的塑性指标，但随V、Cr 添加量的增加，拉伸力学性能改善作用较小，冲击功指标随V、Cr 添加量的增加稍有降低。试验钢的冲击断口呈典型的韧窝特征，属于韧性断裂。试验钢的耐磨性随回火温度的升高而降低，随添加少量的V、Cr 合金元素耐磨性稍有提高，作用不显著。