空淬中碳中合金鋼組焊耐磨篩板的開(kāi)發(fā)與研究.pdf

1、焦炭篩分用篩板要求有較高的耐磨性和一定的韌性，為滿足這一要求，采用了組焊的結(jié)構(gòu)，其中篩分過(guò)程中與焦炭直接接觸的篩條采用鑄造材料，熱處理后焊接在碳素結(jié)構(gòu)鋼框架上，由此鑄造篩條的組織性能對(duì)篩板的耐磨性和防斷裂性具有重要的影響。生產(chǎn)廠家目前使用35CrMnSi低合金鋼作為篩條材質(zhì)，其熱處理工藝為水淬+低溫回火，其組織為馬氏體組織，可保證篩板的硬度和耐磨性能，但由于篩條較薄，水淬后易發(fā)生變形和開(kāi)裂，嚴(yán)重影響篩板的正常生產(chǎn)和使用性能。為解決篩板存

2、在的這一問(wèn)題，本論文擬重新設(shè)計(jì)一種空淬材質(zhì)的篩條，其熱處理工藝由空冷代替水冷，可解決篩板冷卻后的變形和開(kāi)裂。保證篩板焊接后的性能。
　　篩條材質(zhì)的選取要綜合考慮硬度、焊接性能和熱處理工藝，碳含量和合金元素及含量對(duì)這些性能都有重要的影響。為此設(shè)計(jì)了6組不同化學(xué)成分的鑄造材質(zhì)，對(duì)這6組試樣進(jìn)行不同熱處理工藝，并對(duì)熱處理后的試樣進(jìn)行磨損試驗(yàn)和焊接試驗(yàn)。采用金相顯微鏡、X射線衍射儀、掃描電鏡等，觀察分析了在鑄態(tài)下和不同熱處理工藝下試樣和焊

3、接接頭的金相組織，測(cè)試了不同熱處理工藝后試樣的硬度和沖擊韌性值，并進(jìn)行了焊接接頭的疲勞壽命試驗(yàn)。
　　通過(guò)實(shí)驗(yàn)可知:6組試樣鑄態(tài)顯微組織主要為珠光體和馬氏體，晶間為富鉻組織，隨著碳含量和合金元素含量的提高，成分偏析越來(lái)越嚴(yán)重。經(jīng)淬火和回火后組織主要為馬氏體。奧氏體化溫度對(duì)試樣的組織和性能有顯著的影響，隨著奧氏體化溫度的升高，晶界處殘留的合金碳化物減少，經(jīng)XRD衍射分析為M7C3碳化物，硬度值和沖擊韌性提高，但過(guò)高的奧氏體化溫度，反

4、而使試樣的力學(xué)性能變差。回火溫度對(duì)馬氏體的影響不大，仍為回火馬氏體。
　　碳含量和鉻元素含量對(duì)馬氏體的數(shù)量和形貌有很大影響，隨著鉻元素含量的提高，空冷后基體得到的馬氏體增多;隨著碳元素含量的提高，基體中馬氏體數(shù)硬度值升高，沖擊韌性值降低。對(duì)熱處理后試樣進(jìn)行低應(yīng)力磨損試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)耐磨性隨著硬度的增大而提高，其磨損機(jī)理為次塑變機(jī)理和微觀切削磨損機(jī)理。在酸性環(huán)境下加速磨料磨損，在堿性環(huán)境下表面形成氧化膜，對(duì)材料表面起保護(hù)作用。
　　

5、試樣焊接后母材不同部位經(jīng)歷了不同的焊接熱循環(huán)，其組織和性能發(fā)生不同程度的變化。在篩板根部焊后母材容易產(chǎn)生馬氏體組織，淬硬傾向大，容易產(chǎn)生焊接裂紋，且裂紋率隨著碳含量和鉻元素含量的提高而增加，使焊接接頭的疲勞壽命降低。篩板端面受焊接熱循環(huán)的影響小，顯微組織仍為馬氏體，硬度值變化不大。
　　通過(guò)熱處理后力學(xué)性能和焊后焊接接頭疲勞壽命的對(duì)比，5＃試樣的綜合性能最好，其C為0.42％，Cr為4.82％，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證，此種材質(zhì)的篩板使用壽命