NM550級低合金高強度耐磨鋼的組織性能研究.pdf

1、低合金高強度耐磨鋼由于具有高硬度以及良好的韌性，在耐磨材料領域得到了廣泛的應用。隨著科技的不斷發(fā)展，機械零部件的服役工況越來越嚴酷，工作條件惡劣的工程、采礦等機械設備均要求其不但具有較高的耐磨性能、而且還能夠承受強沖擊和高應力，以此來延長設備的使用壽命。而目前國內主要生產NM360和NM400，級別較低，已不能滿足需求，因此研究更高級別的NM550級低合金高強度耐磨鋼具有重要意義。本文依據低成本、高性能的原則，主要在普通C-Mn鋼的基礎

2、上加入一定量的Cr、B、Mo等合金元素，通過合理的熱軋工藝及離線熱處理工藝，并對其熱處理過程中的組織演變及力學性能的變化規(guī)律進行研究，得到了具有高硬度、高強度以及良好低溫韌性的NM550級別低合金高強度耐磨鋼板。具體研究內容如下：
　　(1)對實驗鋼的連續(xù)冷卻過程中的組織轉變化規(guī)律進行了研究。結果表明:A、B兩種成分的實驗鋼動態(tài)CCT曲線均可大致劃分為三部分:高溫轉變區(qū)，相變產物為鐵素體和粒狀貝氏體;中溫轉變區(qū)，相變產物主要為貝氏

3、體;低溫轉變區(qū)，相變產物為馬氏體。且兩種實驗鋼均具有較低的臨界冷卻速度，獲得馬氏體組織的能力較強。在冷速大于10℃/s時即可得到全馬氏體組織，維氏硬度在550HV以上。
　　(2)對實驗鋼進行了合理的熱軋工藝及離線熱處理工藝，得到了12mm及35mm厚的兩種規(guī)格鋼板。當淬火溫度在880～900℃范圍，回火溫度在170～190℃范圍時，A、B實驗鋼具有良好的綜合力學性能，表面布氏硬度在540～560HBW之間，符合國家標準GB/T2

4、4186-2009中對NM550級耐磨鋼的要求，且兩種實驗鋼均有較高的強度、良好的低溫韌性和斷后延伸率。
　　(3)對淬火溫度、回火溫度對實驗鋼組織及力學性能的影響進行了研究，并分析了不同淬火溫度下得到的板條馬氏體形態(tài)與微觀亞結構的變化規(guī)律及不同回火溫度下的碳原子的重新分布、過度碳化物的形成、過渡碳化物的轉變等微觀結構變化進行了觀察。
　　淬火加熱溫度從880℃升高到1000℃，實驗鋼強韌性下降。對其組織觀察發(fā)現原奧氏體晶粒

5、尺寸逐漸增大，馬氏體板條束(Packet)尺寸及板條塊(Block)寬度均發(fā)生了變化，而板條(Lath)寬度卻沒有明顯變化。
　　回火加熱溫度從150℃升高到230℃，實驗鋼表面布氏硬度下降，而低溫沖擊韌性在150～190℃的溫度范圍內時，均隨著回火溫度的升高略有上升，而超過210℃后，則出現下降。在170～190℃的溫度范圍內回火時，馬氏體板條結構上的高密度的位錯，過飽和的C原子的固溶強化效應以及細小ε過渡碳化物的彌散分布，使得