無碳化物貝氏體耐磨鑄鋼材料的研制與應(yīng)用

研制了一種無碳化物貝氏體鋼釬鋼材料。試驗(yàn)結(jié)果表明,無碳化物貝氏體鋼正火低溫回火熱處理獲得的力學(xué)性能為σb≥1300mpa,δ5≥13%,ψ≥56%,aku≥120j,淬火低溫回火獲得的力學(xué)性能為σb≥1500mpa,δ5≥10%,ψ≥53%,aku≥100j。無碳化物貝氏體鋼正火低溫回火的組織為貝氏體鐵素體+奧氏體組成,是一種無碳化物貝氏體組織,淬火低溫回火組織為馬氏體+無碳化物貝氏體+奧氏體組成,無論正火和淬火熱處理,無碳化物貝氏體鋼均具有良好的力學(xué)性能。用熱穿-熱軋法完成了無碳化物貝氏體中空鋼材料廠的制備,結(jié)果表明,無碳化物貝氏體鋼具有良好的熱加工性能,熱穿-熱軋法生產(chǎn)的中空鋼表面質(zhì)量較好。滲碳試驗(yàn)結(jié)果表明,滲碳后空冷低溫回火無碳化物貝氏體鋼具有良好的滲碳性能和表面淬硬性,整體桿滲碳后空冷低溫回火表面硬度hrc≥57,心部硬度hrc≥40,用該種鋼生產(chǎn)的重型釬桿的工礦試驗(yàn)表明,使用效果良好。

研究開發(fā)了一種適用于高強(qiáng)高韌無縫鋼管的無碳化物貝氏體鋼。通過工程試驗(yàn)與分析表明,該鋼經(jīng)軋制和低溫回火后,其微觀組織為無碳化物貝氏體和片狀殘余奧氏體,這種特殊的金相組織使其在具有較高的強(qiáng)度同時(shí),仍然保持了良好的韌性,適合于制造高鋼級(jí)甚至超高鋼級(jí)的石油專用無縫管材。

通過對(duì)鋼鐵材料中的碳化物的形成規(guī)律，碳化物特性及碳化物對(duì)性能影響的探討。結(jié)果表明：第二相（碳化物）的尺寸細(xì)化將大幅度地提高鋼材性能。

調(diào)質(zhì)C級(jí)鋼鑄鋼材料的研制

利用正交設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)稀土低合金耐磨鑄鋼焊條的配方,研制出一種工藝性能良好的含釔的堆焊焊條,對(duì)其堆焊層顯微組織、硬度進(jìn)行了較系統(tǒng)的試驗(yàn)研究。

稀土低碳低合金耐磨鑄鋼焊條的研制——利用正交設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)稀土低合金耐磨鑄鋼焊條的配方，研制出一種工藝性能良好的含釔的堆焊焊條，對(duì)其堆焊層顯微組織、硬度進(jìn)行了較系統(tǒng)的試驗(yàn)研究。

用cr-mn-si為主加少量其它合金元素的貝氏體鑄鋼制成襯板,經(jīng)1080℃正火+200~250℃回火處理組織由貝氏體、鐵素體和殘余奧氏體組成,其抗拉強(qiáng)度為1600mpa、硬度為(hrc)49、沖擊韌性為aku36j.實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)應(yīng)用試驗(yàn)表明該材料具有良好的耐磨性能,是襯板材料的理想選擇.

對(duì)紙漿濃縮機(jī)螺旋材料cr60和高鉻鎳鋼的金相及電子探針(epma)進(jìn)行分析,對(duì)兩種材料的耐蝕性進(jìn)行了探討,發(fā)現(xiàn)大量的碳化物聚積是導(dǎo)致cr60堆焊材料快速腐蝕磨損的主要原因;而高鉻鎳鋼由于碳化物量少且固溶處理后部分彌散分布于基體,使材料具有良好的綜合性能。

鑄鋼件材料選用表-常用鑄鋼材料及性能

在對(duì)含碳1%的cr14momnsi馬氏體不銹鋼材料的粉末冶金工藝研究中,分析燒結(jié)溫度對(duì)密度和硬度的影響。結(jié)果表明:該材料有比粉末冶金440c馬氏體不銹鋼更為寬范的燒結(jié)溫度;有很高的燒結(jié)密度和淬火硬度。該材料合適的粉末冶金工藝為:成形密度5.8～6.0g/cm3;真空燒結(jié)溫度1235～1255℃,保溫時(shí)間2h;淬火溫度1050℃,冷卻介質(zhì)氮?dú)?。燒結(jié)態(tài)相對(duì)密度可達(dá)98.6%;淬火硬度54～58hrc。

通過在d256焊條藥皮中加入鈦鐵、釩鐵、石墨、稀土以及中碳錳鐵,利用焊接冶金反應(yīng)在高錳鋼堆焊層中自發(fā)生成碳化物增強(qiáng)顆粒以提高其耐磨性,優(yōu)化焊條藥皮成分及配比,初步研制出具有優(yōu)良耐磨性能的高錳鋼自生硬質(zhì)碳化物堆焊材料。研究結(jié)果表明:該耐磨堆焊材料的堆焊層組織為奧氏體組織和彌散分布于基體中的硬質(zhì)碳化物顆粒,堆焊層硬度達(dá)到53hrc,耐磨性優(yōu)于d256焊條,具有較高的耐磨性。

對(duì)碳化鈦、碳化鎢/鋼基復(fù)合材料原料粉體進(jìn)行了球磨試驗(yàn)和相應(yīng)粒度變化等的sem等分析。結(jié)果表明:作為硬質(zhì)相的wc、tic球磨細(xì)化效果最佳;作為基體材料的體心立方金屬球磨效果較好(且mo>cr>fe),面心立方鎳的球磨效果較差,石墨僅初期球磨效果好。運(yùn)用固體與分子經(jīng)驗(yàn)電子理論,結(jié)合原料單質(zhì)的鍵性質(zhì)和晶體結(jié)構(gòu)特征分析了實(shí)驗(yàn)結(jié)果,并依據(jù)計(jì)算得到的價(jià)電子結(jié)構(gòu)參數(shù)(na值與η值及鍵絡(luò)均衡性)剖析了以上復(fù)合材料原料單質(zhì)球磨行為的差異。

本文介紹了熱軋低碳貝氏體高強(qiáng)鋼板在ｑｌｋ８００．３２型斗輪取料機(jī)上與普碳鋼板進(jìn)行耐磨性對(duì)比工業(yè)試驗(yàn)的情況。試驗(yàn)結(jié)果表明，貝氏體高強(qiáng)鋼板的耐磨壽命可達(dá)到普碳板的３倍以上。

1 01--新型高硅耐磨鑄鋼 項(xiàng)目簡介 新研制的高硅系列鑄鋼具有由鐵素體和被碳，硅穩(wěn)定化的奧氏體組成的奧— 貝雙相組織或貝氏體組織，強(qiáng)度、硬度和韌性比奧—貝球鐵更佳。后者強(qiáng)度雖可 超1.5gpa，但由于可靠性原因即使在要求1gpa強(qiáng)度的重載領(lǐng)域都未能應(yīng)用。 因在其適合要求的硬度與韌性范圍內(nèi)，組織中石墨沒用；且基體中碳含量基本固 定，硬度調(diào)整只能通過熱處理工藝，使耐磨性的改善大受限制。由于高錳鋼初始 硬度很低，耐磨性完全依賴于使用中的表面加工硬化效應(yīng)，對(duì)沖擊強(qiáng)度不足的中 小型球磨機(jī)，硬化效應(yīng)不充分，使高錳鋼板耐磨性很差。高硅鑄鋼沒有這些固有 缺陷，是兼具高強(qiáng)度和高韌性，在沖擊磨損條件下替代高錳鋼、低合金鋼、奧— 貝球鐵等新一代耐沖擊磨損材料，應(yīng)用前景廣闊。 性能指標(biāo) 抗拉強(qiáng)度σb=1.2~1.8gpa；沖擊韌性ακ=10~30j/cm2(u

本文通過對(duì)2cr13鋼組織的分析,討論了冷拔脆性的影響因素,依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果和定性分析提出了改進(jìn)措施。

用微觀組織分析、桿盤式磨損、濕磨法磨損和沖擊韌性等試驗(yàn)手段,對(duì)高鉻鑄鐵襯板的顯微組織、力學(xué)性能和耐磨性進(jìn)行了試驗(yàn)分析。結(jié)果表明,高鉻鑄鐵中具有定向排列且垂直于磨損表面的碳化物形態(tài)與馬氏體基體的適當(dāng)配合,可提高襯板的耐磨性。

中科院蘭州化物所先進(jìn)潤滑與防護(hù)材料研發(fā)中心日前在碳化硅和鈦硅碳表面制備自潤滑碳化物衍生碳(cdc)涂層,從而使這些碳化物在無潤滑的滑動(dòng)條件下亦具有自潤滑性。研究人員考察了室溫下無潤滑條件下兩個(gè)cdc涂

配制的奧氏體-貝氏體復(fù)相耐磨鑄鋼襯板具有高硬度和高韌性,可在鑄態(tài)下使用,不需熱處理、一定條件下,使用壽命比高錳鋼高1倍。

在物料這一特定環(huán)境下，研究如何提高錘頭的壽命，降低金屬材料消耗，減輕現(xiàn)場頻繁更換錘頭，增加生產(chǎn)，有著非常現(xiàn)實(shí)的意義

采用六種碳化物球化工藝處理9sicr鋼試樣,分析了球化機(jī)理和顯微組織。結(jié)果表明:1050℃高溫固溶×0.5h油冷+680℃×2h出爐空冷工藝所得到的碳化物比較細(xì)小、圓整,分布較均勻,球化效果較好。在其余五種工藝處理后的組織中,或多或少地存在粗大、尖角或鏈節(jié)狀碳化物,碳化物球化效果從好到差的順序?yàn)?1000℃固溶×0.5h油冷+680℃×2h空冷、950℃固溶×0.5h油冷+680℃×2h空冷、900℃固溶×0.5h油冷+680℃×2h空冷、循環(huán)球化退火、等溫球化退火。

通過在d256焊條藥皮中加入一定量的鈦鐵、釩鐵、鉬鐵、鉻鐵、碳化硼、石墨和稀土,利用焊接冶金反應(yīng)在堆焊層中自生成硼化物、碳化物等硬質(zhì)顆粒以提高耐磨堆焊材料的抗磨粒磨損性能。本文利用金相顯微鏡對(duì)堆焊層顯微組織進(jìn)行分析,通過硬度試驗(yàn)、磨損試驗(yàn)等,研究了焊條藥皮組分中鉬鐵的加入對(duì)堆焊層硬度及耐磨性的影響。研究結(jié)果表明:加入鉬鐵后,堆焊層硬度和耐磨性都有所提高,其最高硬度達(dá)到60hrc,比d256焊條提高了8hrc,耐磨性也提高了1倍。

通過對(duì)礦山半自磨機(jī)襯板現(xiàn)有材質(zhì)和工作狀況的分析,通過不同比例合金元素的加入,開發(fā)了耐磨鑄鋼襯板。研究了襯板的化學(xué)成分、組織和耐磨性能,并分析了不同合金元素的加入對(duì)提高襯板韌性、強(qiáng)度和耐磨性的作用。經(jīng)過裝機(jī)考核,表明所開發(fā)的耐磨鑄鋼襯板的使用壽命是普通襯板提高1.5倍以上。