耐磨復合鋼管耐磨層用鋼的研究與開發(fā).pdf

1、目前，國內針對耐磨鋼的研究大多集中在普通環(huán)境中所使用的耐磨鋼，針對耐磨復合鋼管這一特殊使用前提下的耐磨鋼研究與開發(fā)鮮有報道，本論文結合某廠“耐磨復合鋼管耐磨層用鋼的開發(fā)”課題，通過合理設計耐磨復合鋼管耐磨層用鋼的成分，控制熱處理工藝中的相關參數(shù)，研究開發(fā)一種專用于耐磨復合鋼管的新型高硬度耐磨鋼。本論文的主要研究工作和成果如下:
　　(1)利用MMS-300熱力模擬試驗機，繪制了實驗鋼的靜態(tài)和動態(tài)CCT曲線，研究了保溫溫度、冷卻速率

2、和變形對實驗鋼連續(xù)冷卻轉曲線的影響。實驗結果表明，在3℃/s～20℃/s的冷卻速度范圍內，實驗鋼都能獲得馬氏體組織;隨著保溫溫度和冷卻速率的提高實驗鋼的相變點降低;高溫變形會提高實驗鋼的相變溫度。
　　(2)研究了實驗鋼的高溫變形行為，分析了變形抗力的影響因素，得到材料常數(shù):a=0.0136Mpa-1、n=4.2645、A=2.4×1016，計算出熱變形激活能Q=372.8KJ/mol，得到了Z參數(shù)表達式以及流變應力峰值公式。分別

3、利用傳統(tǒng)數(shù)學模型和人工智能算法實現(xiàn)了對實驗鋼變形抗力模型的擬合，并將兩者的擬合效果進行了對比。
　　(3)采用再結晶區(qū)軋制加離線熱處理的工藝，選取不同的熱處理參數(shù)，研究了淬火工藝參數(shù)和回火工藝參數(shù)對實驗鋼組織性能的影響規(guī)律。通過TEM觀察分析發(fā)現(xiàn):淬火溫度在890℃時，實驗鋼淬火后馬氏體板條相互交割、板條平均寬度為200nm;當回火溫度在200℃～300℃之間時，實驗鋼回火馬氏體組織仍然保留著淬火態(tài)馬氏體的形貌，在板條內部有點狀ε

4、碳化物析出;當回火溫度達到350℃以上時，實驗鋼回火馬氏體板條形貌逐漸模糊，從回火馬氏體中析出了x碳化物、θ碳化物;碳化物隨著回火溫度的升高而聚集長大。
　　(4)對淬火工藝的研究發(fā)現(xiàn):淬火溫度和淬火保溫時間對實驗鋼的影響比較明顯，當淬火溫度為890℃、淬火保溫時間為42min時實驗鋼經過淬火回火后的力學性能最佳。對回火工藝的研究發(fā)現(xiàn):隨著回火溫度的升高，實驗鋼的硬度會顯著降低;在300～400℃回火時實驗鋼出現(xiàn)回火脆性?；鼗饡r間

5、對實驗鋼硬度的影響較小。
　　(5)利用MLD-10動載磨粒磨損實驗機研究了實驗鋼的磨損機制，發(fā)現(xiàn)200℃回火時實驗鋼具有最好的耐磨性能。通過成分調整來改善實驗鋼的綜合力學性能，發(fā)現(xiàn)通過提高Mn含量到1.2％，在適當?shù)臒崽幚砉に囅聦嶒炰摰挠捕忍岣叩?25HV，沖擊功提高到17.5J。
　　上述理論研究和工藝開發(fā)已應用到合作廠家的實際生產中，并已經取得了理想的效果，本文的研究同時也為我國耐磨復合鋼管耐磨層用鋼的進一步研究和開發(fā)