超细破碎机高钒合金铸铁锤头组织与性能研究

摘要

随着科技快速发展，机械设备运转加速。而机械设备整个运转系统与摩擦磨损有着密切的关系，随着机械设备运转速度的加快，摩擦磨损问题变得更加严重。而其会引起很大损失。比如超细破碎机锤头的磨损同样也会带来巨大的损失。但通过对耐磨材料的研制和应用，可以减少磨损，进而降低损失。所以研制新型的耐磨材料意义重大。　　本文通过成分设计，原料配比以及熔炼浇注等工艺制备出不同成分的高钒合金耐磨铸铁，首先分析了C含量、W含量以及Mo含量等对高钒合金铸铁的组织、力学性能及机械性能的影响;其次分析了不同温度淬火和回火对高钒合金铸铁组织与性能的影响，并确定了最佳热处理工艺;最后对最佳成分的高钒合金耐磨铸铁进行了最佳热处理，并与高铬铸铁进行了硬度、冲击韧性以及耐磨性能等的对比分析。利用扫描电镜观察了高钒合金耐磨铸铁的显微组织;利用X射线衍射及能谱分析仪分析了材料的物相组成;利用洛氏硬度计、冲击试验机及摩擦磨损试验机分别对该材料的洛氏硬度、冲击韧性及耐磨性等性能进行了测试。通过对比分析其组织及综合性能，确定在本文研究范围内最佳的高钒合金耐磨铸铁的成分配比和最佳热处理工艺，并分析高钒合金铸铁的磨损机理。　　通过研究得到，在本文范围内最佳的高钒合金耐磨铸铁的成分配比为:Cr-5.0wt％，V-9.0wt％，C-3.0wt％，W-2.0wt％, Mo-0.5wt％。最佳热处理工艺为:980℃保温30min进行空淬和560℃回火2h。高钒合金耐磨铸铁的组成相主要为原位合成的均匀分布的VC颗粒相，(Cr, Fe)7C3相以及Fe-Cr相。在热处理之前，平均洛氏硬度约为63.7HRC，平均冲击韧性为8.9J/cm2，耐磨性比高铬铸铁提高了1倍多;在经过热处理后，平均洛氏硬度约为61.8HRC，平均冲击韧性为11.3J/cm2，耐磨性比高铬铸铁提高了2倍多。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 课题研究背景

1．2 磨损失效

1．2．1 摩擦磨损的初步认识

1．2．2 磨损的定义

1．2．3 磨损机理

1．2．4 超细破碎机锤头的磨损失效

1．3 耐磨材料及其研究现状

1．3．1 白口铸铁

1．3．2 奥氏体耐磨锰钢

1．3．3 低合金耐磨钢

1．3．4 镍硬铸铁

1．3．5 铬系铸铁

1．3．6 耐磨硬质合金

1．3．7高钒高速钢

1．4 本论文研究的目的与意义

1．5 本论文研究的主要内容及技术路线

1．5．1 本论文研究的主要内容

1．5．2 本论文研究的技术路线

2 试验材料及试验方法

2．1 试验材料成分设计和配比

2．2 试验材料及试验设备

2．3 高钒合金铸铁的熔炼、浇注及试样制备

2．3．1 中频感应炉熔炼合金铸铁配料计算

2．3．2 高钒铸铁材料的制备

2．4 热处理工艺

2．5 高钒合金铸铁组织分析方法

2．6 高钒合金铸铁性能测试方法

2．6．1 洛氏硬度及冲击韧性的测试

2．6．2 摩擦磨损性能测试

3不同成分对高钒合金铸铁组织与性能的影响

3．1 碳含量对高钒合金铸铁组织、物相及性能的影响

3．1．1 碳含量对高钒合金铸铁组织的影响

3．1．2 碳含量对高钒合金铸铁物相的影响

3．1．3 碳含量对高钒合金铸铁性能的影响

3．2 钨含量对高钒合金铸铁组织、物相及性能的影响

3．2．1 钨含量对高钒合金铸铁组织的影响

3．2．2 钨含量对高钒合金铸铁物相的影响

3．2．3 钨含量对高钒合金铸铁性能的影响

3．3 钼含量对高钒合金铸铁组织、物相及性能的影响

3．3．1 钼含量对高钒合金铸铁组织的影响

3．3．2 钼含量对高钒合金铸铁物相的影响

3．3．3 钼含量对高钒合金铸铁性能的影响

3．4 耐磨性分析

3．4．1 高钒合金铸铁的摩擦系数

3．4．2 高钒合金铸铁磨损量的分析

3．5 本章小结

4 热处理工艺对高钒合金铸铁组织与性能的影响

4．1 热处理工艺的简介

4．2 淬火温度对高钒合金铸铁组织与性能的影响

4．2．1 淬火温度对高钒合金铸铁组织的影响

4．2．2 淬火温度对高钒合金铸铁性能的影响

4．3 回火温度对高钒合金铸铁组织与性能的影响

4．3．1 回火温度对高钒合金铸铁组织的影响

4．3．2 回火温度对高钒合金铸铁性能的影响

4．4 本章小结

5 高钒合金铸铁磨损机理

5．1 硬度、冲击韧性及摩擦系数

5．2 磨损量的分析

5．3 磨损机理

5．3．1 高铬铸铁的磨损机理

5．3．2 高钒合金铸铁的磨损机理

5．4 高钒合金铸铁中硬质相的联合作用

5．5 本章小结

6 结论

参考文献

作者简历

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