本文關(guān)鍵詞：熱處理對雙金屬復合錘頭組織與性能的影響

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【摘要】：錘式破碎機是廣泛應(yīng)用于能源行業(yè)的破碎設(shè)備，錘頭是其最重要工作部件。傳統(tǒng)合金鋼單一材質(zhì)制造的錘頭，盡管具有良好的沖擊韌性，但其耐磨性較低，造成錘頭在短期內(nèi)因磨損而失效；其次傳統(tǒng)高鉻鑄鐵單一材質(zhì)制造的錘頭雖然具有良好的耐磨性，但是其沖擊韌性較低，造成錘頭經(jīng)常出現(xiàn)早期脆斷和掉塊現(xiàn)象，并未發(fā)揮出高鉻鑄鐵耐磨性的優(yōu)勢。而雙金屬復合材料，可以使同一鑄件的不同部位同時滿足不同的性能需求。即受沖擊磨損的工作部分具備較高的抗磨損性能，安裝連接沖擊力較弱的部位則具備較好的沖擊韌性而不斷裂。 為提高錘頭的使用壽命及安全性，降低生產(chǎn)成本以及減少材料浪費，本課題采用消失模鑄造工藝生產(chǎn)錘式破碎機錘頭。根據(jù)錘頭的工況條件及使用性能要求，對雙金屬復合錘頭進行了熱處理工藝設(shè)計；分別研究了不同熱處理工藝條件下中碳低合金鋼與高鉻鑄鐵的組織與性能的變化規(guī)律，最終將兩種材質(zhì)的最佳熱處理工藝匹配整合為一種工藝。隨后，，檢測與考核該熱處理工藝錘頭的耐磨性能、抗氧化性能。最后通過掃描電鏡觀測二次碳化物的尺寸與分布狀況，探索不同熱處理工藝條件對高鉻鑄鐵二次碳化物分布形態(tài)與析出量的影響以及二次碳化物對錘頭耐磨性能的影響，得出最佳的熱處理工藝參數(shù)。 通過X射線衍射儀對試樣的物相進行檢測，表明高鉻鑄鐵析出的初晶碳化物主要為M7C3型碳化物，其熱處理后的維氏硬度高達HV1760，此類碳化物是高鉻鑄鐵的主要耐磨相。高鉻鑄鐵部分—錘頭磨損部位的洛氏硬度值為HRC60~63，合金鋼部分即與錘柄連接部位硬度值為HRC40~50，沖擊吸收功為15~40J。拉伸試驗考核結(jié)果顯示斷裂部位總是出現(xiàn)在遠離結(jié)合面的合金鋼一側(cè)，說明界面結(jié)合牢固。經(jīng)磨床與動載磨粒磨損試驗機的磨損試驗，得出實驗三種材質(zhì)的滑動耐磨損性能由高到低依次為高鉻鑄鐵、試驗合金鋼、高錳鋼，其次高鉻鑄鐵的沖擊磨損性能為高錳鋼的2.0～2.5倍，為試驗用合金鋼的1.3～1.5倍。
【關(guān)鍵詞】：雙金屬復合錘頭 消失模鑄造 熱處理工藝 磨損性能 高溫氧化性
【學位授予單位】：內(nèi)蒙古科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG156
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 引言8-9
• 1.緒論9-22
• 1.1 金屬耐磨材料概述9-13
• 1.1.1 高錳鋼9
• 1.1.2 耐磨鑄鋼9-10
• 1.1.3 高鉻耐磨鑄鐵10-13
• 1.2 金屬耐磨材料的熱處理13-18
• 1.2.1 耐磨合金鋼的熱處理13-14
• 1.2.2 高鉻鑄鐵的熱處理14-17
• 1.2.3 雙金屬復合材料熱處理工藝研究現(xiàn)狀17-18
• 1.3 高鉻鑄鐵的凝固組織18-20
• 1.3.1 高鉻鑄鐵中的碳化物18-19
• 1.3.2 高鉻鑄鐵中的基體組織19-20
• 1.4 破碎機錘頭的磨損機制20
• 1.5 課題研究的目的及意義20-21
• 1.6 課題研究的主要內(nèi)容21-22
• 2 試驗材料22-27
• 2.1 研究對象22
• 2.2 選材依據(jù)22-23
• 2.3 鑄造工藝設(shè)計23-24
• 2.3.1 工藝流程23
• 2.3.2 主要工藝參數(shù)設(shè)計與選擇23-24
• 2.4 澆注工藝24-25
• 2.4.1 澆注鐵液量的控制24
• 2.4.2 澆注溫度控制24-25
• 2.4.3 負壓控制25
• 2.4.4 澆注時間間隔控制25
• 2.5 結(jié)合面25-27
• 3 試驗方法27-32
• 3.1 熱處理制度27-28
• 3.2 磨損實驗方案28-29
• 3.3 高溫氧化實驗方案29
• 3.4 試驗檢測與分析方法29-32
• 3.4.1 試驗設(shè)備29-30
• 3.4.2 試驗分析方法30-32
• 4 試驗結(jié)果與分析32-60
• 4.1 化學成分分析32
• 4.2 試驗錘頭退火態(tài)組織與力學性能32-36
• 4.2.1 合金鋼退火態(tài)組織與力學性能32-34
• 4.2.2 試驗鑄鐵退火態(tài)組織與性能34-36
• 4.3 熱處理制度對試驗錘頭微觀組織影響36-48
• 4.3.1 淬火溫度對試驗試驗合金鋼與試驗鑄鐵顯微組織的影響36-41
• 4.3.2 淬火保溫時間對試驗合金鋼與試驗鑄鐵顯微組織的影響41-43
• 4.3.3 回火溫度對試驗合金鋼與試驗鑄鐵顯微組織的影響43-45
• 4.3.4 回火保溫時間對試驗合金鋼與試驗鑄鐵顯微組織的影響45-48
• 4.4 熱處理制度對試驗錘頭力學性能的影響48-56
• 4.4.1 淬火溫度對試驗合金鋼與試驗鑄鐵力學性能的影響48-52
• 4.4.2 淬火保溫時間對試驗合金鋼和試驗鑄鐵力學性能的影響52-53
• 4.4.3 回火溫度對試驗合金鋼和試驗鑄鐵力學性能的影響53-54
• 4.4.4 回火保溫時間對低合金鋼和試驗鑄鐵力學性能的影響54-56
• 4.5 磨損實驗分析56-58
• 4.5.1 滑動磨損實驗分析56-57
• 4.5.2 動載沖擊磨料磨損實驗分析57-58
• 4.6 高溫氧化實驗分析58-60
• 結(jié)論60-61
• 參考文獻61-67
• 致謝67

【參考文獻】

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本文編號：957308