本文關(guān)鍵詞：BTW中錳耐磨板的摩擦學(xué)性能研究

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【摘要】：礦山機(jī)械設(shè)備中,刮板輸送機(jī)的磨損耗能最為嚴(yán)重,其磨損的根本原因是核心部件中部槽在承載物料的運(yùn)行過程中由于動載負(fù)荷而產(chǎn)生劇烈摩擦導(dǎo)致的。刮板輸送機(jī)服役的工況多為中、低沖擊載荷和循環(huán)疲勞作用,而傳統(tǒng)的耐磨高錳鋼在沖擊能量較低時無法產(chǎn)生強(qiáng)烈的硬化,中、低合金馬氏體耐磨鋼雖然強(qiáng)度、硬度達(dá)到要求,但韌性較低,耐磨性能不佳。本文以熱軋奧氏體中錳鋼(BTW鋼)為實(shí)驗(yàn)材料,其通過合金化處理,降低了奧氏體穩(wěn)定性,可實(shí)現(xiàn)在中、低載荷條件下即可發(fā)生強(qiáng)烈的硬化效果。針對礦山機(jī)械復(fù)雜的磨損工況,選取多種磨損形式進(jìn)行摩損實(shí)驗(yàn),采用金相顯微鏡、掃描電鏡、X射線衍射、透射電鏡等儀器,綜合分析其力學(xué)性能和耐磨性能,并初步研究了BTW鋼的磨損機(jī)理和強(qiáng)化機(jī)理。BTW耐磨鋼的綜合力學(xué)性能好于傳統(tǒng)的ZGMn13鋼,且-40℃時顯示出良好的沖擊韌性。環(huán)-塊滑動摩擦磨損試驗(yàn)表明,磨損失重隨載荷的增大而增大,且添加磨料的磨損失重比不添加時要大得多。相同實(shí)驗(yàn)條件下,BTW鋼與ZGMn13、HD系列鋼和JFE400鋼相比,表現(xiàn)出更好的耐磨性。磨損后的表面硬度可達(dá)50HRC以上,硬化效果十分明顯。磨損機(jī)理以塑變切削和疲勞剝落為主,添加石英砂磨料后有鑿削坑出現(xiàn)。載荷增大,犁溝切削加深,疲勞剝落坑增多。兩體磨料磨損試驗(yàn)表明,BTW鋼在煤矸石和石英砂環(huán)境下的耐磨性能均較好,磨損形貌以切削為主,其中石英砂磨料下有大量凹槽坑出現(xiàn);三體磨料磨損試驗(yàn)表明,BTW鋼與對比鋼(HD系列和JFE400)相比,在煤泥粉時的磨損失重最高,而在硬質(zhì)石英砂中的磨損失重最低,說明硬質(zhì)磨料對BTW的加工硬化作用顯著;其磨損形貌以切削和犁溝為主,且石英砂磨料下的切削和犁溝更深,磨損失重更大。沖擊磨料磨損試驗(yàn)表明,BTW耐磨鋼的最佳工作區(qū)為2.5J-4J,1.5J時耐磨性能最差,3.5J時耐磨性能最好。不同沖擊功下,隨著沖擊次數(shù)和沖擊功的增加,磨損量逐漸增大。在相同沖擊功下,BTW鋼表現(xiàn)出良好的耐磨性,且沖擊磨損后表面硬度明顯提高,硬化層厚度可達(dá)3000μm。通過TEM分析可知,1.5J和3.5J時沖擊表面均有馬氏體、位錯、層錯和孿晶的形成,其中1.5J沖擊功時,位錯呈胞狀組織,孿晶和層錯較窄,而3.5J時的位錯多呈纏結(jié)形成位錯墻,孿晶和層錯變寬,說明沖擊磨損的強(qiáng)化機(jī)理是由馬氏體轉(zhuǎn)變、位錯、層錯和孿晶綜合作用引起的。磨損機(jī)制以切削、塑變、鑿削和疲勞剝落磨損綜合作用,隨著沖擊功的提高,疲勞剝落坑增多,犁溝切削和鑿削坑變深,隨著沖擊次數(shù)增多,磨損機(jī)制由切削、塑變和鑿削坑磨損轉(zhuǎn)變?yōu)橐云趧兟錇橹鳌?br/> 【關(guān)鍵詞】：中錳鋼 耐磨性 形變誘發(fā)馬氏體相變 加工硬化
【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】：2015
【分類號】：TG142.1
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-7
• Abstract7-18
• 變量注釋表18-19
• 1 緒論19-34
• 1.1 研究背景及意義19-20
• 1.2 國內(nèi)外耐磨鋼研究現(xiàn)狀20-22
• 1.3 中錳鋼的研究進(jìn)展與技術(shù)進(jìn)步22-23
• 1.4 合金元素在錳鋼中的作用23-24
• 1.5 錳鋼的加工硬化機(jī)理24-30
• 1.6 磨損特征及一般規(guī)律30-33
• 1.7 研究目標(biāo)和內(nèi)容33-34
• 2 實(shí)驗(yàn)材料及研究方法34-43
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料34-35
• 2.2 實(shí)驗(yàn)過程及實(shí)驗(yàn)設(shè)備35-43
• 3 力學(xué)性能分析43-52
• 3.1 金相組織顯微形貌分析43-44
• 3.2 表面硬度試驗(yàn)結(jié)果44
• 3.3 拉伸試驗(yàn)結(jié)果44-45
• 3.4 BTW鋼拉伸強(qiáng)度探討45-48
• 3.5 沖擊韌性試驗(yàn)結(jié)果48-51
• 3.6 本章小結(jié)51-52
• 4 滑動磨損性能及磨損機(jī)理52-66
• 4.1 引言52-53
• 4.2 環(huán)-塊式滑動磨損試驗(yàn)53-65
• 4.3 本章小結(jié)65-66
• 5 磨料磨損性能及磨損機(jī)理66-75
• 5.1 兩體磨料磨損66-69
• 5.2 三體磨料磨損69-73
• 5.3 本章小結(jié)73-75
• 6 沖擊磨料磨損性能及強(qiáng)化機(jī)理75-93
• 6.1 磨損性能分析75-79
• 6.2 沖擊硬度特征79-80
• 6.3 沖擊磨損亞表層金相組織分析80-82
• 6.4 沖擊磨損形貌分析82-85
• 6.5 X-射線衍射分析結(jié)果85-88
• 6.6 TEM微觀分析結(jié)果88-92
• 6.7 本章小結(jié)92-93
• 7 結(jié)論93-95
• 參考文獻(xiàn)95-99
• 作者簡歷99-101
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集101

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

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3 王仲玨;孫萍;;高錳鋼水韌處理效果的控制[J];熱處理;2006年01期

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本文編號：1123383