冷處理對(duì)高碳低合金鋼組織和性能的影響.pdf

1、耐磨鋼球和磨棒廣泛應(yīng)用于礦山、電力、建材等行業(yè)，是磨機(jī)介質(zhì)，屬于易損耗品，國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)用量巨大。高碳低合金鋼作為一種常用的結(jié)構(gòu)鋼，經(jīng)熱處理后組織均勻穩(wěn)定，具有較高的硬度、耐磨性和一定的沖擊性能。以高碳低合金鋼為材質(zhì)輥軋成形的鋼球，具有硬度高、淬透性好、耐磨性強(qiáng)等特點(diǎn)，但在其使用過(guò)程中容易出現(xiàn)性能不穩(wěn)定、使用壽命短的情況。磨棒在許多條件下逐漸取代磨球，主要由碳量較低的高碳低合金圓鋼經(jīng)熱處理制成，成本低，但使用壽命短。冷處理作為傳統(tǒng)熱處理的延

2、伸，能夠提高材料的強(qiáng)度、韌性及耐磨性，還可以促進(jìn)組織均勻化、提高零件尺寸穩(wěn)定性，延長(zhǎng)使用壽命。研究冷處理對(duì)高碳低合金鋼組織和性能的影響，探尋解決上述問(wèn)題的途徑，具有重要的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)意義。
　　本文以合金元素Cr含量分別為0 wt％、0.5 wt%、1.0 wt%的高碳低合金圓鋼和含Cr1.0 wt%高碳低合金輥軋鋼球?yàn)檠芯繉?duì)象，在傳統(tǒng)熱處理后進(jìn)行冷處理，研究了冷處理工藝對(duì)三種圓鋼試樣及鋼球試樣的顯微組織、硬度、韌性、殘余奧氏體量和

3、耐磨性的影響。主要內(nèi)容如下：
　　(1)通過(guò)實(shí)驗(yàn)，分析了淬火+回火后三種圓鋼試樣的組織與性能，研究了冷處理工藝對(duì)三種圓鋼顯微組織和力學(xué)性能的影響。通過(guò)與未冷處理試樣對(duì)比分析，得出在25℃至-80℃溫度區(qū)間內(nèi)，隨著冷處理溫度的降低，組織中殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，組織細(xì)化；三種圓鋼試樣均表現(xiàn)為硬度提高，沖擊吸收功降低。在0～24 h內(nèi)，隨著冷處理保溫時(shí)間的延長(zhǎng)，殘余奧氏體進(jìn)一步轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體且有碳化物析出；硬度先提高后降低，整體呈增高趨

4、勢(shì)；沖擊韌性逐漸提高。
　　(2)研究了冷處理工藝對(duì)Cr1.0wt%鋼球試樣顯微組織和力學(xué)性能的影響。與未冷處理試樣對(duì)比分析，得出在25℃至-80℃溫度區(qū)間內(nèi)，隨著冷處理溫度的降低，組織中馬氏體含量增加，殘余奧氏體含量減少，組織中析出碳化物，組織細(xì)化；硬度提高，沖擊吸收功減小。在0～24 h內(nèi)，隨著冷處理保溫時(shí)間的延長(zhǎng)，殘余奧氏體進(jìn)一步向馬氏體轉(zhuǎn)化，保溫一定時(shí)間后，組織中析出碳化物；硬度先提高后降低，整體呈增高趨勢(shì)，沖擊韌性逐漸提

5、高；與未冷處理相比，經(jīng)冷處理后的Cr1.0wt%鋼球試樣耐磨性顯著提高。與Cr1.0wt%圓鋼比，鋼球有較大的變形量，變形量對(duì)冷處理后的結(jié)果影響不明顯。
　　(3)通過(guò)對(duì)經(jīng)不同溫度冷處理的Cr1.0wt%圓鋼試樣及Cr1.0wt%鋼球試樣的沖擊斷口形貌進(jìn)行觀察分析，得出在25℃至-80℃溫度區(qū)間內(nèi)，隨著冷處理溫度的降低，兩種試樣沖擊斷口纖維區(qū)比例逐漸減小，呈脆性斷口；認(rèn)為Cr1.0wt%圓鋼試樣及Cr1.0wt%鋼球試樣的脆性轉(zhuǎn)變