【摘要】：中錳鋼是在傳統(tǒng)高錳鋼的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的耐磨材料,克服了高錳鋼加工硬化敏感性差的缺點(diǎn),吸收了外硬內(nèi)韌、抗沖擊磨損等方面的優(yōu)點(diǎn)。本研究所用刮板輸送機(jī)中部槽用熱軋BTW中錳鋼,是借助微合金化設(shè)計(jì)、可控?zé)崽幚砗蛷?fù)合變質(zhì)處理等工藝獲得的改性耐磨鋼板,實(shí)現(xiàn)了中低沖擊載荷作用下形變誘發(fā)馬氏體相變等的自強(qiáng)化作用。特別是當(dāng)表面的一層硬化材料被磨掉之后,新裸露的表面同樣會得到自強(qiáng)化,同時(shí)磨損層的內(nèi)層依然為奧氏體,實(shí)現(xiàn)了表面高硬度和基體高韌性的自然結(jié)合。本文主要研究BTW中錳鋼在模擬礦井水工況條件的靜態(tài)腐蝕,滑動(dòng)摩擦腐蝕,腐蝕磨料磨損以及沖擊腐蝕磨料磨損行為,并對中錳鋼的強(qiáng)化機(jī)理做進(jìn)一步討論。論文所得主要結(jié)論如下:BTW中錳耐磨鋼在不同腐蝕溶液及不同腐蝕周期內(nèi)的均勻腐蝕失重及腐蝕速率均低于馬氏體耐磨鋼,其中酸性條件下的腐蝕失重最大,BTW鋼的腐蝕機(jī)理主要表現(xiàn)為晶內(nèi)腐蝕及局部點(diǎn)蝕;馬氏體鋼的點(diǎn)蝕坑數(shù)量更多,更深,同時(shí)發(fā)現(xiàn)大量不同深度的腐蝕溝槽。相同腐蝕介質(zhì)下,BTW鋼的開路電位、腐蝕電位和腐蝕電流均低于馬氏體鋼。阻抗譜分析表明,兩種鋼均由電極反應(yīng)控制,三種腐蝕介質(zhì)中BTW鋼的容抗弧半徑均高于HD450鋼,其中酸性中容抗弧最小,阻抗值減小最多,腐蝕程度最高。BTW鋼與HD450鋼在滑動(dòng)摩擦腐蝕實(shí)驗(yàn)中的摩擦系數(shù)均隨著法向載荷的增加而減小;同種條件下,BTW鋼的摩擦系數(shù)略大于HD450鋼,但磨損體積遠(yuǎn)小于HD450鋼,兩種鋼的腐蝕電位及腐蝕電流均隨著法向載荷的增加而增大,BTW鋼的腐蝕電位及腐蝕電流均小于HD450鋼。阻抗值隨著載荷的增加而減小,BTW鋼的阻抗值明顯高于HD450鋼。兩種鋼的滑動(dòng)摩擦腐蝕形貌主要以大量的犁溝及少量的疲勞剝落坑為主,其中HD450鋼的點(diǎn)蝕坑更多,有明顯的腐蝕溝槽,并有部分腐蝕產(chǎn)物,BTW鋼的腐蝕程度較輕,表現(xiàn)出較好的耐磨蝕性能。三種礦井水腐蝕介質(zhì)條件下,BTW鋼的滑動(dòng)腐蝕磨損量及腐蝕磨損率均低于馬氏體耐磨鋼,形變孿晶強(qiáng)化是其發(fā)生加工硬化的主要原因之一。三種腐蝕介質(zhì)下的亞表層硬度達(dá)到528HV,硬化層深度500μm左右,磨損硬化層硬度超過馬氏體鋼的硬度。BTW鋼的腐蝕磨損形貌主要表現(xiàn)為深淺不一的犁溝及少量的疲勞剝落坑;HD450鋼的犁溝更深,疲勞剝落區(qū)更多更大,同時(shí)兩種鋼均出現(xiàn)非均勻分布的腐蝕坑。BTW鋼在攪動(dòng)腐蝕磨料磨損中的腐蝕磨損量小于馬氏體耐磨鋼,磨損形貌可發(fā)現(xiàn)明顯的局部腐蝕特征,腐蝕磨損面存在腐蝕產(chǎn)物聚集,其中HD450鋼犁溝更深,腐蝕產(chǎn)物較多。三種礦井水腐蝕介質(zhì)條件下,BTW鋼的沖擊腐蝕磨損失重及磨損率均低于馬氏體耐磨鋼,酸性條件下的磨損失重最大。BTW鋼的沖擊磨損亞表層50μm處硬度達(dá)到525HV,遠(yuǎn)超基體硬度,硬化層深度達(dá)到3000μm,表現(xiàn)出良好的沖擊載荷加工硬化性能。BTW沖擊腐蝕磨損機(jī)制主要表現(xiàn)為犁溝切削磨損和鑿削磨損,同時(shí)伴隨局部的疲勞剝落,HD450鋼的犁溝槽和鑿削坑多且深,沖擊腐蝕磨損破壞相對加深。三種礦井水腐蝕介質(zhì)條件下,BTW磨損層均存在位錯(cuò)纏結(jié)、孿晶組織和馬氏體相變組織,其中馬氏體轉(zhuǎn)變量平均為32%左右,可以認(rèn)為BTW鋼的耐磨強(qiáng)化為復(fù)合強(qiáng)化機(jī)制,包括位錯(cuò)強(qiáng)化、孿晶強(qiáng)化和形變誘發(fā)馬氏體相變強(qiáng)化。
【圖文】：

圖 1-1 刮板輸送機(jī)中部槽的實(shí)體模型Figure 1-1 Entity model of scraper conveyer量占刮板輸送機(jī)總質(zhì)量的 70%以上，刮板輸送機(jī)的失效裂引起，所以，中部槽的使用壽命是衡量整機(jī)壽命的重要槽幫、中板、底板焊接而成。中部槽除運(yùn)煤外，還要承受支架的側(cè)向力和縱向力，大塊煤、巖石卡死在槽中時(shí)的造成中部槽的損壞形式除磨損外，有槽體的變形和連接夠的強(qiáng)度、剛度和耐磨性。為了提高中部槽的使用壽命，一個(gè)工作面工作過程中無大修，國內(nèi)外主要生產(chǎn)商對中工藝和耐磨處理等方面進(jìn)行了大量的研究。高強(qiáng)度的抗磨鋼，主要用于需要承受沖擊、擠壓、物料磨磨損消耗為主，部分?jǐn)嗔�、變形。磨損分為三種：金屬構(gòu)損；其它金屬或非金屬物料打擊金屬表面的磨料磨損和流沖蝕磨損。耐磨鋼的耐磨性能取決于材料本身，而抗磨鋼同的耐磨性，材料本身和工況條件兩者才能決定其耐磨性

溫度為 200-300℃；下表 2-1 為 BTW 與 HD 2-1 BTW 鋼與 HD450 鋼的合金元素成分（wt.%le 2-1 Chemical composition of BTW and HD450 (Mn Cr Mo Nb Ti 8.0-10.0 1.5-2.0 0.1-0.2 0.02-0.04 0.01-0.031.6 1.0 0.25 / / 可知，BTW 奧氏體鋼的 C 元素含量為 0.8氏體組織，但距離周圍兩相區(qū)較近，易發(fā)。元素含量超過 10%，屬于高合金鋼，其中 ，其不僅可以與 γ-Fe 形成無限互溶的固溶點(diǎn)在于熱處理中易造成晶粒過大，不利于本中加入了 Cr、Mo 等細(xì)化晶粒的合金元素蝕的作用，并且也可以起到降低奧氏體層錳奧氏體鋼的原始金相組織，可以看出，其。
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TD528.3;TG142.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2641038