【摘要】：我國的耐磨鋼球生產技術水平相對較為落后,生產的磨球普遍存在著質量差、壽命短的問題,極大地加劇了礦業(yè)消耗。因此,制備高性能的磨球,具有十分重要的經濟價值和社會意義。針對某工廠鍛制Φ140 mm B3鋼球在生產過程中出現的裂紋和硬度梯度過大(≥5 HRC)兩種缺陷,本文利用金相組織觀察、SEM微觀形貌觀測、原材料成分能譜分析、力學性能檢測等手段進行缺陷成因探討和研究,并通過研究B3鋼奧氏體轉變溫度、加熱溫度、淬火溫度、冷卻介質濃度、冷卻介質流速等幾個方面對鋼球組織及性能的影響,采用正交試驗法對B3鋼球熱處理工藝進行優(yōu)化,以制備高性能的大直徑B3鍛球。檢測分析結果表明:B3鋼原材料組織為珠光體和少量的鐵素體,無帶狀組織,含有少量孔洞與夾雜物,但夾雜物尺寸在正常范圍內,并不影響鋼材的使用。試制的小批量B3鍛球表層組織主要為針狀馬氏體和少量鐵素體,心部組織中除馬氏體外,還存在一定量的大塊團狀托氏體和大塊羽毛狀貝氏體組織。裂紋宏觀形態(tài)主要呈垂直表面向中心延伸擴展,止于球心附近,微觀形貌沿晶界及粗大貝氏體進行擴展。裂紋產生于淬火冷卻后期馬氏體轉變過程中。研究結果表明:熱處理過程中的冷卻介質流速和淬火溫度是造成裂紋、硬度梯度過大的主要因素,淬火溫度高、冷卻介質流速快,裂紋廢品率較低,但硬度分布不均勻;反之,裂紋廢品率高,但硬度分布較均勻。通過正交實驗法優(yōu)化后的Φ140 mm B3鍛球最終生產工藝為:下料(Φ100×183 mm)—加熱(1050℃,40s)—750 kg空氣錘鍛打成形(半球砧錘擊35~40次)—空冷(沿滾道,200s)—淬火(810℃,快速水冷)—出水(120~150℃),停留5s—二次冷卻(135s)—出水(70~90℃)—入簍停留—回火(180℃,10~20 h)—入庫。與試制的鍛球情況相比,工藝優(yōu)化后的Φ140 mm B3鋼球(試產80噸)無開裂情況,組織良好,整體較為均勻一致,可獲得較多細針狀馬氏體,硬度高且硬度梯度小(心部≥57 HRC,表面≥60HRC,最大硬度差≤3 HRC),沖擊韌性良好(沖擊韌性值≥27 J/cm~2),達到了客戶要求。
【圖文】：

在地球上的儲量十分豐富，與其他合金鑄造磨球相比，的價格較為低廉，因此，國內外對此研究較為廣泛�；瘜W成分不同，鑄鋼磨球主要有鑄造普通碳鋼磨球、鑄造合磨球微觀組織形態(tài)的改善，可通過合金化及鑄造后熱處理等得磨球性能提高，滿足用戶需要。此外，由于鑄造鋼球的性在使用過程中容易破損，因此生產及應用較少[8]。制磨球軋制工藝始于 19 世紀 50 年代，由前蘇聯使用發(fā)展起來[9]。所軸線交叉但不共面的軋輥組成，作業(yè)時軋輥各自繞自身軸線也稱作鋼球斜軋工藝，如圖 1-1 所示。軋制的原理是通過兩根進行加工，從而產生向前的力使得制件也跟著發(fā)生旋轉，帶方式又稱作螺旋軋制。隨后，美國、日本等國家也相繼對鋼了研究、發(fā)展與推廣。我國對斜軋成形工藝的研究始 1958 年學院、北京鋼鐵學院等機構合作進行，所用軋機設備由前蘇

在地球上的儲量十分豐富，與其他合金鑄造磨球相比，，的價格較為低廉，因此，國內外對此研究較為廣泛�；瘜W成分不同，鑄鋼磨球主要有鑄造普通碳鋼磨球、鑄造合磨球微觀組織形態(tài)的改善，可通過合金化及鑄造后熱處理等得磨球性能提高，滿足用戶需要。此外，由于鑄造鋼球的性在使用過程中容易破損，因此生產及應用較少[8]。制磨球軋制工藝始于 19 世紀 50 年代，由前蘇聯使用發(fā)展起來[9]。所軸線交叉但不共面的軋輥組成，作業(yè)時軋輥各自繞自身軸線也稱作鋼球斜軋工藝，如圖 1-1 所示。軋制的原理是通過兩根進行加工，從而產生向前的力使得制件也跟著發(fā)生旋轉，帶方式又稱作螺旋軋制。隨后，美國、日本等國家也相繼對鋼了研究、發(fā)展與推廣。我國對斜軋成形工藝的研究始 1958 年學院、北京鋼鐵學院等機構合作進行，所用軋機設備由前蘇
【學位授予單位】：南昌大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TG315

【參考文獻】

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本文編號：2608152