低碳低合金耐磨钢的组织和性能研究

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1、低碳低合金耐磨钢的组织和性能研究李培主，王学敏，尚成嘉，贺信莱(北京科技大学材料科学与工程学院，北京100083)摘要：本文采用低碳设计，对比不同成分和冷却工艺对低碳低合金耐磨钢组织和性能的影响。实验结果表明，采用多元合金化结合控轧控冷工艺，保证低碳条件下低合金耐磨钢具有优良的综合性能。轧后直接淬火得到板条马氏体+贝氏体+残余奥氏薄膜的复相组织，轧后控冷得到粒状贝氏体组织。二体磨粒磨损条件下，低碳低合金耐磨钢的磨损机制为显微切削型，板条马氏体+贝氏体组织的耐磨性优于粒状贝氏体组织。关键词：低碳；马氏体；贝氏体；耐磨Microstruct

2、ureandPropertiesofLowCarbonLowAlloyWearResistantSteelLipei—zhu，Wangxue-min，Shangchen．西ia，Hexill-lai(D印an础mtofMate血lsscience锄dEngine嘶ng，u-niv啪埘ofscienceandTcchnolo钉Beijing，Beijing100083)Abstmct：Innuenceofcomposition锄dcoolingconditions0ntllepr叩ertiesandIIlicros仃uc嘶oflowcar

3、bonlowalloywe盯resistantsteelw鲻inVestigated．ResultsshowttlatexceIlentcomp佗hensiVepropeniescouldbeachieVedthroughmulti—elementalloyiIlg锄dtlle加10mech髓icalcon仃01processin10wcarboncondition．Muni—phaseIIlicros伽比tureV撕eswithdi行．erentcoolingp∞cessesaRerrolling：Iatllmart％siteplus

4、bainiteandretainedaustenitefilmareattainedbydirect-quenchingwhile孕踟larbainitebycontrolledcooling．Martensiteplusbainiteshowsbetterwearresist锄cetll锄伊锄ularbainiteundertwobodyabrasiVewearcondition，a11dthewom鲫rfkecharacteristicsrevealnlat也echiefwe盯mechanismisIIlicrocutting．Ke

5、ywords：Lowcarbon，manensite，bainite，wear陀sistallt引言工程机械、煤矿机械用耐磨钢消耗量巨大，全国煤矿系统因磨损而造成的经济损失每年大约在400亿元以上【l】。低合金耐磨钢因具有生产成本低，热加工成型工艺简单，较为适合大规模工业化生产等特点而得到广泛应用，尤其是用它制造的耐磨钢板具有广阔的市场前景。国外生产高强度耐磨钢板大多采用调质工艺获得高硬度的回火马氏体组织，其缺点是成本高，韧性和可焊性较差。国内近几十年来，结合我国资源特点已成功开发出Si．Mn系、Mn-B系、Si．Mn4订。系等不同合金

6、体系的低合金耐磨钢，并在空冷条件下得到贝氏体+马氏体或残余奥氏体等各种复相组织，降低成本的同时提高了耐磨钢的综合性能。然而我国现有耐磨钢牌号多为铸钢【2】，且为保证硬度和淬透性均采用较高的碳含量，随着我国工业的发展，特别是在高应力磨料磨损环境中，其韧性、焊接性能仍然得不到满足。本文采用低碳(0．08~0．12％)设计，通过多元合金化结合高效、节能的控轧控冷(TMCP)工艺细化晶粒，改善组织，提高塑性、韧性与焊接性能，使低碳低合金耐磨钢板具有优良的综合性能。1试验材料和方法1．1试验材料作者简介：李培主(1983．)，男，壮族，广西南宁人

7、，硕士研究生。联系电话：13488699459E-mail：t0峨izhu运}yahoo．c锄．∞112试验钢为低碳低合金钢，三种对比成分的碳含量分别为0．12％、O．10％、0．08％。碳含量降低的同时为保证强度，适当增加Mn和Cr的含量，添加Cu和Ni，并加入Nb以细化晶粒。试验钢采用10Kg真空感应炉冶炼，其实际化学成分见表l。l撑钢加热至1150℃，保温2小时，采用常规轧制，轧后直接淬火。2撑和3撑钢锭分别从锭长中间切断成两个钢锭，1200℃下保温2小时，采用两阶段控制轧制工艺，再结晶区累积变形量为62．5％，未再结晶区累积变形

8、量为60．0％，轧板厚度12mm；轧后冷却分别采取直接淬火和控制冷却工艺，实际工艺参数见表2。表l试验钢的化学成分(叭．％)TabIelCompositi∞oftlleex耐m∞talstccls表2TMC