本文關(guān)鍵詞：成分與熱處理對Si-Mn系中碳低合金鋼組織和性能的影響

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【摘要】：隨著半自磨機的大型化,磨球尺寸逐漸增大,傳統(tǒng)耐磨材質(zhì)磨球已經(jīng)不能適應(yīng)大型半自磨機的磨礦需求。因此,開發(fā)一種強度高、硬韌性匹配好的大直徑新型耐磨磨球是目前礦山企業(yè)急需解決的一大難題。貝氏體/馬氏體復相組織具有良好的綜合力學性能,強韌性配合較好,是耐磨材料的理想組織。論文以大直徑磨球作為研究對象,結(jié)合課題組前期在貝氏體/馬氏體復相鋼襯板(合金成分為C-0.5～Si-2.0～Mn-3.0)方面取得的研究成果,并將該成果與大直徑磨球的研制進行對接、移植,輔以少量的合金元素Cr和微量的B以增加淬透性和提高鋼的強度,進行成分優(yōu)化設(shè)計,研發(fā)一種適用于大直徑磨球的低成本材質(zhì)。對論文所設(shè)計的不同成分Si-Mn系中碳低合金鋼進行水淬+鹽浴等溫、空冷預冷處理+鹽浴等溫等熱處理,利用彩色金相分析和定量金相分析技術(shù),區(qū)分并計算不同工藝所得到的貝氏體/馬氏體復相組織中下貝氏體、馬氏體、殘余奧氏體的相對含量,結(jié)合性能測試,分析不同物相含量對復相鋼性能的影響規(guī)律,探索貝氏體、馬氏體及殘余奧氏體的占比與材料性能的關(guān)聯(lián),為高性能貝氏體/馬氏體復相鋼的組織控制提供理論依據(jù)。研究結(jié)果表明：成分為C-0.5～Si-2.O～Mn-2.5～Cr-0.5～B-0.005的鋼綜合力學性能較好,適合用來制造大直徑磨球；采用彩色金相技術(shù)能夠有效區(qū)分復相鋼中的下貝氏體、馬氏體及殘余奧氏體,結(jié)合定量金相分析,可以計算出復相組織中各物相的占比；空冷預冷處理+鹽浴等溫淬火和水冷+鹽浴等溫淬火熱處理,可以獲得下貝氏體含量(14.9～56.26%)不同的貝氏體/馬氏體復相組織,材料性能較鑄態(tài)有大幅度提高,沖擊韌性提高92～183%、硬度提高31～55%,磨損性能提高1.4～2.3倍;減少C、Si、Mn元素的加入量可以增加貝氏體/馬氏體復相組織中下貝氏體以及殘余奧氏體的含量、降低馬氏體的含量,從而增加鋼的沖擊韌性,適當降低硬度；鹽浴等溫前對鋼進行空冷預冷處理,隨著空冷時間的增加,下貝氏體的含量逐漸減少,馬氏體與殘余奧氏體的含量逐漸增加；復相組織中,下貝氏體含量為25～40%、馬氏體含量50～70%、殘余奧氏體含量5～14%時,復相鋼的硬度≥55HRC以上,沖擊韌性≥15J/cm2,硬韌性匹配較好；鋼的屈服強度隨著下貝氏體含量的增加,從1480MPa先增加到1532MPa,隨后逐漸降低到1100MPa左右,下貝氏體含量為29%左右時,鋼的屈服強度最高,達到1532MPa；耐磨性隨著下貝氏體含量的增加,先降低,然后趨于平穩(wěn),隨后再繼續(xù)降低,下貝氏體含量在25～45%時,復相鋼的耐磨性為6.2～7.5g-1,變化較小,穩(wěn)定性高,可見,所設(shè)計的復相組織,具有較寬泛的變化穩(wěn)定性,有利于降低了生產(chǎn)中對組織控制的難度。
【學位授予單位】：昆明理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG142.1

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本文編號：1280752