低合金耐磨钢-碳钢复合轧制及热处理工艺研究

摘要

随着科技的进步与新兴行业的不断发展，人们对材料的性能要求已经越来越高，单一材料的性能已经远远不能满足人们的需要，于是新型复合材料的研究与开发成为了现在材料研究的主流方向。
　　本课题以NM450D低合金耐磨钢为复层，Q235B为基层的金属复合板作为实验材料，通过“两阶段控制轧制”以及“离线热处理”的工艺方案，研究不同工艺方案条件下的组织性能和力学性能，找到最优的离线热处理工艺参数，同时验证这种新型制备耐磨钢复合板工艺方案的可行性。实验中分别采用不同淬火温度、亚温淬火温度和回火温度的工艺方案制备耐磨钢复合板，然后通过SEM扫描电镜和金相显微镜对复合板的基复层及结合界面处的微观组织演变进行观察，同时通过对力学性能的检测来判定结合界面处的结合强度。
　　研究结果说明，通过对两阶段控制轧制和轧后冷却工艺的合理控制以及对离线热处理工艺中各个温度参数的精确把握，所得耐磨钢复合板的各层微观组织合理，通过力学性能实验所得的结合强度值以及所测硬度均已达到或者超过国家标准，这充分说明了该工艺方案的可行性和研究价值。同时通过实验可知，离线热处理的工艺能够大大提高耐磨钢复合板的结合强度。淬火温度及回火温度对实验钢的组织性能有极大的影响;在900℃淬火，250℃回火的离线热处理温度条件下所得到的耐磨复合钢板，基层为软硬结合的复合组织，复层为均匀细小的马氏体组织，无论是在组织结构还是力学性能方面，均达到耐磨复合钢板的最佳性能。在820℃亚温淬火条件下得到的耐磨钢复合板具有良好的组织性能，在没有损失过多硬度的前提下，明显提高了实验钢的塑韧性，且结合强度也达到使用标准。

目录

声明

摘要

1．1 金属复合材料

1．1．1 金属复合材料的发展

1．1．2 金属复合材料的生产方法

1．1．3 双金属固相复合机理

1．1．4 影响界面结合的因素

1．2 磨损及耐磨材料的概述

1．2．1 关于磨损

1．2．2 磨损的分类

1．2．3 国内外金属耐磨材料的发展

1．2．4 耐磨材料的分类及低合金耐磨钢概述

1．2．5 各种合金元素的作用

1．3 本课题的研究内容和意义

第2章 实验内容及方法

2．1 实验预拟方案

2．2 实验材料

2．3 轧制工艺设计及设备

2．3．1 切样

2．3．2 表面处理

2．3．3 组合焊接

2．3．4 轧制工艺

2．3．5 轧后冷却工艺

2．3．6 热处理工艺

2．4 试样性能检测

2．4．1 SEM扫描电镜

2．4．2 硬度测试

2．4．3 拉剪实验

第3章 淬火对复合板组织性能的影响

3．1 淬火工艺实验设计

3．2 Q235B侧及结合界面处的显微组织分析

3．3 NM450D侧的显微组织分析

3．4 结合界面位置的能谱分析

3．5 显微硬度分析

3．6 力学性能分析

3．6．1 拉剪实验结果

3．6．2 断口形貌分析

3．7 本章小结

第4章 亚温淬火对复合板组织性能的影响

4．1 亚温淬火工艺实验设计

4．2 Q235B侧及结合界面处的显微组织分析

4．3 NM450D侧的显微组织分析

4．4 结合界面位置的能谱分析

4．5 显微硬度分析

4．6 力学性能测试

4．6．1 拉剪实验结果

4．6．2 断口形貌分析

4．7 本章小结

第5章 回火对复合板组织性能的影响

5．1 回火工艺实验设计

5．2 显微组织分析

5．3 显微硬度分析

5．4 力学性能测试

5．5 本章小结

6．1 结论

6．2 展望

致谢

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间发表的论文