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金属热处理 2024年第7期49卷 132-138页

作者：李忠波吴志方吴润武汉科技大学钢铁冶金及资源利用教育部重点实验室湖北武汉430081

综述了低合金马氏体耐磨钢的研究进展,主要涉及成分设计、热处理工艺及其对组织和力学性能的影响和耐磨性能等方面。成分设计主要采用少量多元的成分体系;热处理工艺有再加热淬火-回火处理、直接淬火-回火处理、亚温淬火-回火处理、淬火... 详细信息

综述了低合金马氏体耐磨钢的研究进展,主要涉及成分设计、热处理工艺及其对组织和力学性能的影响和耐磨性能等方面。成分设计主要采用少量多元的成分体系;热处理工艺有再加热淬火-回火处理、直接淬火-回火处理、亚温淬火-回火处理、淬火-配分处理和淬火-配分-回火处理等,通过控制组织形态及分布,实现硬度和性能的合理配合;耐磨性则通过调整化学成分、细化晶粒、优化轧制冷却工艺和适当的回火等得到改善。

关键词：低合金马氏体耐磨钢化学成分热处理工艺组织力学性能耐磨性能

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自生TiC对刮板输送机中槽板用马氏体钢耐磨性的影响

自生TiC对刮板输送机中槽板用马氏体钢耐磨性的影响

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作者：邱涵暨南大学

学位级别：硕士

低合金马氏体耐磨钢具有经济效益显著、综合性能优良稳定等优点,是我国煤炭机械行业应用最广泛的耐磨钢,传统低合金马氏体钢通过提高硬度来改善耐磨性会导致其加工性能变差,焊接开裂倾向增加。借鉴第二相增强耐磨铸铁的研发思路,研发微... 详细信息

低合金马氏体耐磨钢具有经济效益显著、综合性能优良稳定等优点,是我国煤炭机械行业应用最广泛的耐磨钢,传统低合金马氏体钢通过提高硬度来改善耐磨性会导致其加工性能变差,焊接开裂倾向增加。借鉴第二相增强耐磨铸铁的研发思路,研发微米-纳米双尺度Ti C颗粒增强低合金马氏体新型耐磨钢,力求解决不增加硬度和不降低加工性能的前提下提高耐磨钢耐磨性的技术难题,但是目前新型耐磨钢在磨损方面的研究较少,Ti C对马氏体钢耐磨性的作用规律不明确。针对新型低合金马氏体钢在磨损方面存在的不足,结合煤炭刮板输送机中槽板的服役工况、环境介质条件进行磨损试验研究,比较商用马氏体钢JFE400与自主研发的含有Ti C新型耐磨钢Ti20、Ti60在一定应力载荷或冲击载荷以及矸石含量（煤料掺杂40 wt.%石英砂石英砂）、酸性腐蚀（p H约3.5矿井水模拟液）等因素条件下的磨损行为,以获得新型耐磨钢的磨损规律;通过分析在不同模拟工况下,Ti C颗粒对新型马氏体钢耐磨性的作用规律,得到不同工况条件下Ti C粒子增强马氏体钢耐磨性机理。本文所得主要结论如下:（1）通过对服役工况下中槽板进行磨损失效分析,发现中槽板板面的磨损机制为犁削磨损,但在磨损严重的中槽板连接处的磨损失效机制是以犁削磨损为主,剥层磨损为辅,冲击作用导致剥层磨损加剧,加速了中槽板的磨损失效。犁削磨损是由于链条、煤料与中槽板之间相对滑动造成的显微切削;而剥层磨损主要源于磨损过程中亚表层组织发生转变,即微米尺寸的板条状马氏体组织转变为等轴状纳米晶,亚表层组织的纳米化使其硬度增加,导致剥层裂纹在形变层与基体组织的界面处或形变层一侧萌生,剥层裂纹进一步扩展导致材料的剥落。（2）在无冲击作用的三体磨料磨损试验中,不同模拟工况下三种试验钢的磨损机制均主要是犁削磨损。在低矸石含量（干燥煤料不掺杂石英砂）环境中,基体硬度较高的商用钢JFE400呈现出比新型钢Ti20、Ti60更好的耐磨性能;而因为微米级Ti C对硬质磨料的犁削行为起到一定的阻碍作用,所以新型耐磨钢Ti20、Ti60在高矸石含量（干燥煤料掺杂40 wt.%石英砂）环境中却呈现出比商用钢JFE400更优的耐磨料磨损性能。酸腐蚀（p H约3.5矿井水模拟液）环境下,Ti C因与基体产生电偶腐蚀而凸出基体,阻碍煤料的犁削行为,使Ti60钢在酸腐蚀、低矸环境（煤料掺杂p H约3.5模拟液）中也呈现出优良的耐磨料磨损性能;但是酸腐蚀会降低基体对Ti C的支撑作用,且高矸石含量煤料对材料的作用力大,导致Ti C在磨损过程中产生崩落,造成出现高矸石与酸腐蚀耦合作用下（煤料掺杂40 wt.%石英砂再掺杂20 wt.%酸性矿井水模拟液）新型耐磨钢Ti60耐磨性能不如商用钢JFE400的情况。（3）在有冲击作用的磨料磨损试验中,不同模拟工况下三种试验钢的磨损机制均是以犁削磨损为主,剥层磨损为辅,冲击作用加剧材料的剥落流失。Ti C颗粒在冲击作用下起到“骨架”作用,能减缓磨料的冲击作用,减少材料的剥落流失,因此新型耐磨钢Ti20、Ti60在低矸石含量（干燥煤料不掺杂石英砂）环境中呈现比商用钢JFE400好的抗冲击磨料磨损性能;又因硬质相Ti C对磨料的犁削行为有明显的阻碍作用,所以新型耐磨钢Ti20、Ti60在高矸石含量（干燥煤料掺杂40 wt.%石英砂）环境中呈现比商用钢JFE400更优的抗冲击磨料磨损性能。在冲击磨料磨损中,与基体产生电偶腐蚀而凸出基体的Ti C也能对磨料的犁削行为起到一定的阻碍作用,但也存在着高矸石含量与酸腐蚀的耦合作用（煤料掺杂40 wt.%石英砂再掺杂20 wt.%酸性矿井水模拟液）会降低新型耐磨钢耐磨损性能的问题,但不同模拟工况下,新型耐磨钢Ti20、Ti60抗冲击耐磨磨损性能均优于商用钢JFE400。（4）新型耐磨钢Ti20、Ti60适合应用于发生三体磨料磨损的中高矸石含量、无酸腐蚀工况或低矸石含量、酸腐蚀工况部件;或应用于发生冲击磨料磨损的不同工况部件。

关键词：低合金马氏体耐磨钢 TiC硬质相中槽板失效分析磨料磨损性能冲击磨料磨损性能

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