最新耐磨钢教学讲义PPT.ppt

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1、耐磨钢目录一、概述机械的失效形式磨损的机理二、钢的耐磨性及影响因素钢的耐磨性影响因素三、高锰铸钢高锰铸钢的化学成分高锰铸钢的热处理高锰铸钢的组织高锰铸钢的性能高锰铸钢的应用四、低合金耐磨钢及石墨钢低合金耐磨钢低合金耐磨钢的应用举例石墨钢的简单介绍五、其他耐磨材料一、概述1、机械的失效形式过量变形失效，其中包括过量弹性变形失效和过量塑性变形失效断裂失效，其中包括韧断、低应力脆断、疲劳断裂、蠕变断裂。表面损伤失效，其中包括磨损失效、接触疲劳失效、腐蚀失效。磨损是机械的主要失效形式之一化学成分C含量：经淬火回火后的亚共析钢，随C↑耐磨性↑碳含量不同的钢经热处理得到相同的

2、硬度时，随C↑耐磨性↑合金元素:当Cr↑时，其耐磨性随之↑.原因在于Cr和C形成Cr7C3、Cr23C6硬质相，Cr↑，硬质相↑，钢的耐磨性↑。随W含量的增加，其相对耐磨性随之增加，这是因为一方面W具有固溶强化的作用，另一方面还形成了WC、W2C硬质相，从而提高了金属的耐磨性。由于V是强碳化物形成元素，形成了VC（HV2000~2996）硬质相.且VC的高温性能稳定，在磨损情况下不易变形和破裂，高温下还具有抑制长晶性能.所以随V↑，金属的耐磨性↑。加入Mo后，可以细化晶粒，提高强度与韧性，降低回火脆性。Mo所形成的硬质相不仅熔点高，而且弥散分布，有利于提高耐磨性。

3、基体组织不同基体的耐磨性：F>P>M>BP片比P球耐磨性高10%左右。P片越细，耐磨性越好钢若具有A和B组织，其耐磨性要优于相同硬度的具有P和M组织的钢，换句话说，硬度较低的A和B组织可以比硬度较高的P和M具有相当的耐磨性能。碳化物细小均匀分布，耐磨性↑。在硬度相当的情况下，碳化物量越多则相对耐磨性越↑。一般来说，晶粒细化会伴随着耐磨性的改善。性能不同成分的钢经热处理达到相近硬度时其耐磨性是不同的。不同碳含量的碳钢，在低温回火马氏体状态下，耐磨性随硬度增加而明显提高。在一定硬度范围内相对耐磨系数随硬度增加而明显提高，但有时硬度过高耐磨性反而下降，如图所示另外，材料

4、表层的夹杂、空间、微裂纹、锻造央层等缺陷也将使磨损加剧。材料表面结构设计的不合理，如过大的界面变化、过小的圆角半径。表面加工质量以及各种热加工缺陷，如网状、带状组织、脱碳，氧化等，都是对耐磨性不利的。三、高锰铸钢1、高锰铸钢的化学成分2、高锰铸钢的热处理3、高锰铸钢的组织4、高锰铸钢的性能5、高锰铸钢的应用1、高锰铸钢的类型常用高锰铸钢的类型为ZGMn13型，主要有ZGMn13-1、ZGMn13-2等牌号2、高锰铸钢的成分及合金元素高锰铸钢化学成分的特点是高C、高Mn（10%~14%Mn，0.9%~1.4%C，质量分数），还加入了Cr、Mo、Ni、Ti等元素1、高

5、锰铸钢的化学成分C：C↑，耐磨性↑，韧度↓，铸件的裂纹敏感性↑Mn：使A1温度降低到600℃左右，而Ms点在室温以下Cr：强度、耐磨性↑，塑性↓Mo：改善塑性，提高了温度强度Cr或适量的Mo和V：能细化K，使屈服强度、冲击韧性和耐磨性↑Re：钢液的流动性↑，钢液填充铸型的能力↑，减少热裂倾向；细化A晶粒；延缓铸后冷却时在晶界析出K；冷作硬化效应和韧性↑；提高使用寿命主要元素的影响：2、高锰铸钢的热处理水韧处理的定义：为了改善某些奥氏体钢的组织以提高韧性，将钢件加热到高温使过剩相溶解，然后水冷的热处理工艺。铸态的钢必须经过水韧处理。水韧处理是一种固溶处理,常用于高锰

6、钢高锰钢的铸态组织：A，K及少量相变产物P，沿奥氏体晶界析出的K降低钢的韧性，水韧处理能消除K铸态高锰钢钢加热至奥氏体区温度（1050-1100℃，视钢中碳化物的细小或粗大而定）每25mm壁厚保温1h，铸态组织中的K基本上都固溶到γ中加热保温水冷单一的A组织的高锰钢水韧处理应注意缓慢加热，以避免产生裂纹铸件出炉至入水时间应尽量缩短，以避免K析出常用水冷，水冷前水温不宜超过30℃，水冷后水温应小于60℃水韧处理后不宜再进行250~350℃的回火处理，也不宜在250~350℃以上温度环境中使用3、高锰铸钢的组织铸态组织：奥氏体、碳化物、少量相变产物P水韧处理后：单一的

7、奥氏体组织4、高锰铸钢的性能高锰铸钢的力学性能：硬度≤300HBS；冲击吸收能量KU2在150J左右；屈服强度ReL为250~400MPa；抗拉强度ReL一般为700~1000MPa；断后伸长率A5一般为30%~55%。大变形在A基体中产生大量层错、形变孪晶、ε马氏体和α马氏体，阻碍位错运动。经强烈冲击后，耐磨件表面硬度大幅度提高，硬化层深度可达10~20mm，而芯部仍保持A晶粒，所以能承受强有力的冲击载荷而不破。随着表面层逐渐被磨损，硬化层不断向内发展。高锰钢的耐磨性耐磨机理：5、高锰铸钢的应用在低应力磨损和低冲击载荷下，由于不能产生足够的加工硬化，这时高锰钢的

8、耐磨性不一