热处理工艺对低合金耐磨钢组织和性能的影响

摘要

钢铁材料广泛用于冶金、矿山、建材、铁道、化工等行业领域。我国年消耗耐磨钢铸件约500万吨，折合人民币800亿。因此研发出新材料、新工艺、新技术以满足生产需要的任务迫在眉睫。耐磨钢铁材料具有很大的市场使用量，所以对耐磨钢材料的科学研究具有重要的经济现实意义。
　　文章通过对三种不同Al、N含量的中碳低合金耐磨钢采用不同的热处理工艺研究了热处理对中碳低合金耐磨钢组织及性能的影响。利用金相显微镜和扫描电子显微镜对实验钢显微组织进行观察和分析，利用德国产NETZSCH型示差量热计做出的DSC曲线并采用切线法确定耐磨钢材料的相转变温度和化合物的转变温度，根据测定的参数来制定后续的热处理进程。利用透射电镜分析实验钢中存在的AlN相，同时测试了实验钢的洛氏硬度、冲击韧性、抗拉强度等机械性能，并用扫描电子显微镜对实验钢表面磨损形貌进行分析，实验所得结论为：实验钢淬火后的组织主要有马氏体、铁素体、残余奥氏体以及尚未溶尽的残留化合物。对淬火组织回火处理后的组织主要为：回火马氏体、铁素体、残余奥氏体、残留化合物以及ε相。从DSC特征曲线和退火态实验钢组织分析可知，1＃实验钢的Ac1点在760℃以下附近，Ac3点为794.8℃；3＃实验钢的Ac1点在759.5℃以下附近，Ac3点为799.8℃。其中Ac1、Ac3本质上应称为Ac1的下限和上限。采用透射电镜组织观察及电子衍射分析表明：810℃淬火、200℃回火的3＃钢基体组织为板条状马氏体，在马氏体板条中存在孪晶和位错胞亚结构，Mn23C6相呈橄榄状，以一定角度分布在马氏体板条中，Cr7C3相呈等轴粒状，也分布于马氏体板条中，Fe3C相呈等轴粒状，分布于马氏体板条边界，而AlN相呈六边形，分布在马氏体板条内。810℃淬火，150~250℃回火试样性能结果表明：所有硬度均随回火温度的升高呈现先降后升再降的规律变化，在200℃回火时硬度出现峰值，之后随回火温度的升高硬度不断下降，到250℃时，硬度降到最低；抗拉强度随着回火温度的升高显著提高，在250℃回火时抗拉强度均达到最大值；冲击韧性在200℃回火时最佳，但整体韧性较差；适当增加Al、N含量，特别是改善Al/N原子比有利于提高钢的硬度、强度和韧性，从而提高实验钢材料的抗磨损性能。

目录

声明

1 绪论

1.1课题背景

1.2国内外技术发展趋势与水平分析

1.3金属耐磨材料研究与应用状况

1.4金属耐磨材料的发展展望

1.5 金属耐磨材料摩擦磨损研究

2 实验

2.1实验材料

2.2实验设备

2.3实验方案

2.4实验材料的分析检测

3淬火工艺对实验钢组织和性能的影响

3.1 实验钢DSC曲线分析

3.2 淬火方式对实验钢组织及性能的影响

3.3 本章小结

4 回火温度对试验钢组织和性能的影响

4.1 回火温度对组织的影响

4.2 回火温度对性能的影响

4.3本章小结

5 试验钢的摩擦磨损分析

5.1 磨损情况概述

5.2 磨损试验结果分析

5.3 本章小结

6. 结论

致谢

参考文献

硕士学位期间发表的论文