本文關(guān)鍵詞：高性能大直徑鍛造磨球的研制

  更多相關(guān)文章： 65Mn鍛球 R2鍛球 裂紋成因 工藝優(yōu)化

【摘要】：為解決礦石品位下降而造成的礦產(chǎn)資源生產(chǎn)效率低及生產(chǎn)成本高等問題,大型球磨機(jī)具有的優(yōu)點(diǎn)逐漸得到凸顯,并得到廣泛應(yīng)用。大型球磨機(jī)必然需要大直徑磨球予以配合使用,因此制備高性能大直徑磨球具有重要意義。本文針對(duì)某工廠制備65Mn鍛球過程中存在的開裂問題,利用金相組織觀察、SEM微觀形貌觀察、EDS能譜分析、洛氏硬度測(cè)試、沖擊韌性測(cè)試等手段對(duì)65Mn鍛球進(jìn)行裂紋成因探討并提出優(yōu)化方案,以制備良好力學(xué)性能的65Mn大直徑鍛球。針對(duì)65Mn鍛球淬硬層較薄而研究一種新型鍛球——R2鍛球,對(duì)其開裂的小批量試制鍛球進(jìn)行裂紋成因探討,并通過研究R2材料奧氏體轉(zhuǎn)變溫度、淬火介質(zhì)的選擇、淬火溫度對(duì)材料組織及性能的影響幾個(gè)方面,對(duì)R2鍛球進(jìn)行熱處理淬火工藝優(yōu)化,以制備高性能大直徑R2鍛球。研究結(jié)果表明:65Mn鍛球的失效形式是距鍛球表層15mm左右處產(chǎn)生裂紋,且裂紋沿圓周方向擴(kuò)展;開裂原因是65Mn鍛球坯料組織中存在少量孔洞、夾雜等缺陷,利于裂紋的萌發(fā);鍛球次表層區(qū)域形成粗大魏氏組織,降低鍛球的塑性和韌性,加劇了裂紋的擴(kuò)展;淬火時(shí)產(chǎn)生較大內(nèi)應(yīng)力超過材料的斷裂韌性。優(yōu)化制備工藝為:優(yōu)質(zhì)原始棒料(Φ90mm)—切割短棒—加熱至1050℃—鍛造—轉(zhuǎn)移(900-920℃)—800-820℃淬火,淬火液濃度2.5%—回火(220℃-4h)。工藝優(yōu)化后65Mn鍛球次表層未見魏氏組織,硬度變化趨勢(shì)平穩(wěn),表面硬度提高3HRC左右,淬硬層深度提高2mm左右。開發(fā)一種新型鍛球材料——R2鋼,R2鋼小批量試制成品鍛球,硬度最大值與最小值差小于4HRC,?125mm鍛球整體淬透,鍛球體積硬度為56~58HRC,沖擊韌性為17~20J/cm2。R2鋼試制成品鍛球失效形式為表面產(chǎn)生裂紋,裂紋擴(kuò)展終止于球心附近。失效原因主要為馬氏體粗大化(7級(jí)馬氏體),降低材料強(qiáng)度;淬火工藝不當(dāng),產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力,超過材料斷裂強(qiáng)度。油淬可避免裂紋產(chǎn)生;920℃淬火奧氏體晶粒細(xì)小、馬氏體未粗大化,淬火硬度為62.9HRC,220℃回火后的沖擊韌性為26.3 J/cm2。優(yōu)化制備工藝為:原始棒料(Φ90mm)—切割短棒—加熱至1150℃—鍛造—轉(zhuǎn)移空冷—加熱至920℃油淬—回火(220℃-4h)。與小批量試制鍛球相比較,工藝優(yōu)化后R2鍛球未出現(xiàn)明顯裂紋,鍛球組織良好,馬氏體組織粗大化現(xiàn)象得到改善,沖擊韌性為26.04 J/cm2,提高了30%左右,整體硬度為59HRC左右,體積硬度為58.5HRC左右。
【關(guān)鍵詞】：65Mn鍛球 R2鍛球 裂紋成因 工藝優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TD453
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-19
• 1.1 引言8
• 1.2 大型球磨機(jī)的發(fā)展及使用現(xiàn)狀8-9
• 1.3 磨球材質(zhì)發(fā)展及使用現(xiàn)狀9-13
• 1.3.1 鑄造磨球9-12
• 1.3.1.1 鑄鋼磨球10
• 1.3.1.2 鑄鐵磨球10-12
• 1.3.2 鍛造磨球12-13
• 1.4 磨球的工況條件及性能要求13-18
• 1.4.1 磨球的工況條件13-16
• 1.4.1.1 磨球的運(yùn)動(dòng)形式13-14
• 1.4.1.2 磨球受力情況14-16
• 1.4.2 磨球的性能要求16-18
• 1.5 本課題研究的意義及內(nèi)容18-19
• 1.5.1 本課題研究意義18
• 1.5.2 本課題研究的主要內(nèi)容18-19
• 第2章 試驗(yàn)過程及研究方法19-23
• 2.1 試驗(yàn)方案流程19-20
• 2.2 試驗(yàn)儀器設(shè)備20
• 2.3 力學(xué)性能測(cè)試20-21
• 2.3.1 洛氏硬度測(cè)試20-21
• 2.3.2 維氏硬度測(cè)試21
• 2.3.3 擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)21
• 2.4 微觀組織觀察21-22
• 2.4.1 金相組織分析21
• 2.4.2 掃描電鏡和能譜分析21-22
• 2.4.3 X射線衍射物相分析22
• 2.5 奧氏體化轉(zhuǎn)變溫度的測(cè)定22-23
• 第3章 65Mn鍛球缺陷分析及工藝優(yōu)化23-36
• 3.1 引言23
• 3.2 65Mn鍛球材質(zhì)及制備工藝23-24
• 3.3 原始工藝 65Mn開裂鍛球組織觀察及性能測(cè)試24-32
• 3.3.1 原始工藝 65Mn組織分析24-31
• 3.3.1.1 原始工藝 65Mn坯料組織觀察24-26
• 3.3.1.2 原始工藝 65Mn鍛坯加熱空冷態(tài)組織觀察26-28
• 3.3.1.3 原始工藝 65Mn開裂失效成品鍛球顯微組織觀察28-31
• 3.3.2 原始工藝 65Mn開裂鍛球淬硬層深度測(cè)試分析31-32
• 3.4 工藝優(yōu)化后 65Mn鍛造磨球組織與性能32-35
• 3.4.1 金相組織觀察32-33
• 3.4.2 淬硬層深度測(cè)試分析33-35
• 3.5 本章小結(jié)35-36
• 第4章 高性能R2鍛造磨球的研制36-63
• 4.1 引言36
• 4.2 鍛球材質(zhì)選擇36-40
• 4.2.1 化學(xué)成分設(shè)計(jì)36-37
• 4.2.2 小批量試制鍛球力學(xué)性能測(cè)試分析37-40
• 4.2.2.1 硬度測(cè)試分析38-39
• 4.2.2.2 體積硬度對(duì)比分析39
• 4.2.2.3 沖擊韌性對(duì)比分析39-40
• 4.3 R2試制鍛球失效分析40-48
• 4.3.1 R2試制鍛球性能測(cè)試分析40-43
• 4.3.2 R2試制鍛球組織觀察43-48
• 4.4 R2鍛造磨球熱處理淬火工藝優(yōu)化48-59
• 4.4.1 R2鋼奧氏體化溫度48-51
• 4.4.2 淬火介質(zhì)的選擇51-53
• 4.4.3 淬火溫度對(duì)R2鋼組織及性能的影響53-59
• 4.4.3.1 原奧氏體晶粒觀察53-55
• 4.4.3.2 淬火溫度對(duì)組織形貌的影響55-56
• 4.4.3.3 淬火溫度對(duì)R2鋼力學(xué)性能的影響56-59
• 4.5 工藝優(yōu)化后R2鍛球組織與性能59-62
• 4.6 本章小結(jié)62-63
• 第5章 結(jié)論63-64
• 參考文獻(xiàn)64-68
• 致謝68-69

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