熱軋Mn13耐磨鋼的磨損性能及硬化行為研究.pdf

1、顎式破碎機顎板作為破碎機的核心部件，它受到撞擊和物料沖刷的雙重作用，工況多為中、高沖擊載荷和循環(huán)變形與疲勞作用，磨損程度較高。鑄造高錳鋼的鑄造缺陷和馬氏體耐磨鋼低韌性的缺點大大降低了顎板的工作效率。熱軋工藝可在保證高塑韌性的同時有效解決受鑄造工藝局限性帶來的組織疏松、縮孔、晶粒粗大等缺陷的影響。本文以熱軋奧氏體高錳耐磨鋼（Mn13鋼）為實驗材料，針對破碎機復雜的工況條件，以滑動磨損、磨料磨損、沖擊磨料磨損的形式開展磨損實驗綜合評價其耐磨

2、性能，并利用掃描電鏡、X射線衍射儀、透射電鏡等，分析了磨損機理和硬化機制。
　　滑動磨損試驗表明，與B-Hard400鋼和B-Hard500鋼相比，除了高載荷干摩擦和低載荷煤泥粉的工況Mn13鋼的耐磨性表現(xiàn)的更為優(yōu)秀，干摩擦時磨損機理主要表現(xiàn)為犁溝和疲勞剝落磨損，以煤泥粉和石英砂為磨料時磨損機理主要表現(xiàn)為犁溝切削和鑿削切割的破壞機制，高載時還存在煤泥粉的碾壓粘著膜；磨料磨損試驗表明，Mn13鋼的耐磨性在以硬質(zhì)顆粒（煤矸石、石英砂）

3、為磨料的情況下較好，加工硬化效果明顯，煤泥粉磨料磨損的機制表現(xiàn)為微觀切削并伴隨局部的疲勞剝落，以煤矸石為磨料的磨損機制為微觀切削，伴隨擠壓剝落和局部區(qū)域的疲勞剝落，以石英砂為磨料的磨損機制則為典型的鑿削磨損和微觀切削。
　　在沖擊磨料磨損試驗中，1-8J沖擊功下Mn13鋼的磨損量走勢呈“M形”，在2J和5J時磨損量最大，4J和7J時磨損量最小，最佳沖擊功工況為3.5-4.5J和6-7J。在2J、4J、5J和7J的沖擊功下，隨著沖擊

4、次數(shù)增多，磨損量逐漸增大。在中、高沖擊功條件下Mn13鋼的硬化層厚度可達3500μm以上，最高達6500μm。從磨損亞表層的金相組織中均可以觀測到形變孿晶的存在，隨著沖擊功提高在局部晶粒內(nèi)生長的孿晶密度增大。切削、塑變、鑿削和疲勞剝落是Mn13鋼沖擊磨料磨損的主要機制，隨著沖擊功的提高加工硬化程度得到提升，切削痕變少疲勞剝落坑增多。在中沖擊功的作用下，孿晶和位錯的交互作用是主要的硬化機制，少量相變ε(hcp)起輔助作用；在高沖擊功的作用