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添加V、Cr对C级矿用圆环链用钢组织控制及耐磨性的研究

作　者: 封姜伟
导　师: 王宝奇
学　校: 河北工业大学
专　业: 材料学
关键词: 矿用圆环链 低碳马氏体 微合金化 耐磨性
分类号: TG142.13
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


为了研究添加V、Cr对低碳低合金钢组织转变特征及力学性能的影响,本试验在已成功开发的26×92规格的0#钢基础上,制备了五种不同V、Cr含量的试验钢。利用金相显微镜和扫描电镜对其热处理后的微观组织形态进行了观察,利用Formaster-IV型全自动相变仪测定添加V试验钢(0.17%)的CCT曲线。并对其淬火回火后的力学性能进行了测定。还对各试验钢的淬透性进行了评定,对其回火后的冲击断口形貌进行了分析。并且与日本进口23MnNiCrMo54钢对比,对其磨损性能进行了研究。试验结果表明,在微合金化低碳Si、Mn、Mo试验钢基础上添加少量V、Cr提高了试验钢的淬透性,对于添加0.17%V的试验钢可使获得全部马氏体的临界冷却速度为由原来的20℃/s下降到10℃/s,其淬透临界直径提高到45～55mm,心部硬度达到了45HRC以上。在10℃/s -5℃/s冷却速度范围内获得马氏体和贝氏体混合组织,5℃/s-2℃/s获得低碳板条贝氏体组织,低于2℃/s出现粒状贝氏体,更低的冷却速度下(0.05℃/s)有先共析铁素体析出。试验钢920℃正火后的组织为粒状贝氏体+板条贝氏体,硬度在26～32HRC之间,对于大规格矿用圆环链的剪切下料,硬度偏高,结合淬透性结果,合金元素的添加量应取试验钢的低限。试验钢经920℃淬火及300℃、400℃回火后,抗拉强度达到1339MPa～1556MPa,断面收缩率为45%～57%,伸长率达到10%～14%。在相同回火温度下,添加少量的V、Cr使试验钢的抗拉强度提高,并保持同等的塑性指标,但随V、Cr添加量的增加,拉伸力学性能改善作用较小,冲击功指标随V、Cr添加量的增加稍有降低。试验钢的冲击断口呈典型的韧窝特征,属于韧性断裂。试验钢的耐磨性随回火温度的升高而降低,随添加少量的V、Cr合金元素耐磨性稍有提高,作用不显著。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章 绪论  9-23
  §1-1 引言  9-10
  §1-2 C 级圆环链用钢的发展  10-19
    1-2-1 圆环链用钢发展情况  10-13
    1-2-2 矿用圆环链使用性能要求  13-14
    1-2-3 矿用圆环链的生产工艺流程  14-15
    1-2-4 矿用圆环链承受载荷下的应力分布、服役条件与失效  15-19
  §1-3 圆环链产品的生产工艺特点及对材料的工艺性能要求  19-21
    1-3-1 圆环链生产工艺流程及特点  19-21
    1-3-2 对材料的工艺性能要求  21
  §1-4 课题提出的依据和意义  21-22
  §1-5 主要研究内容  22-23
第二章 试验材料及研究方法  23-32
  §2-1 试验材料化学成分的设计及分析  23-25
  §2-2 试验用新钢种材料的制备  25-28
    2-2-1 新钢种配料原理  25-27
    2-2-2 钢的熔炼  27
    2-2-3 锻造处理  27
    2-2-4 试样的热处理  27-28
  §2-3 试验分析方法  28-32
第三章 实验钢组织转变的研究  32-37
  §3-1 实验钢组织转变的研究  32-35
    3-1-1 添加V 对试验钢的CCT 曲线的影响  32-33
    3-1-2 不同冷却速度条件下的钢的组织转变特征  33-35
  §3.2 试验钢淬透性的研究  35-36
  §3-3 本章小结  36-37
第四章 试验钢不同组织状态与性能  37-49
  §4-1 不同状态下新钢种的显微组织特征  37-43
    4-1-1 试验钢正火态组织  37-38
    4-1-2 试验钢淬火态组织与性能  38-41
    4-1-3 试验钢回火后的微观组织  41-43
  §4-2 试验钢经不同温度回火后的力学性能  43-47
    4-2-1 试验钢不同温度回火的拉伸力学性能  43-44
    4-2-2 试验钢不同温度回火的冲击韧性  44
    4-2-3 试验钢冲击断口分析  44-47
  §4-3 本章小结  47-49
第五章 试验钢的磨损性能  49-55
  §5-1 干滑动下的磨损  49-51
    5-1-1 试验钢相同温度回火下的干滑动磨损  49-50
    5-1-2 试验钢不同温度回火下的干滑动磨损  50-51
  §5-2 水润滑下的磨损  51-52
  §5-3 磨损机理分析  52-54
  §5-4 本章小结  54-55
第六章 新钢种试制 Ф30 mm×108 mm C 级圆环链  55-58
  §6-1 锻造棒材的夹杂物分析  55-56
  §6-2 试制圆环链产品的力学性能  56-57
  §6-3 本章小结  57-58
第七章 结论  58-60
  §7-1 试验结论  58-59
  §7-2 本研究的创新点  59-60
参考文献  60-64
致谢  64-65
攻读学位期间所取得的相关科研成果  65

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属学与热处理 > 金属材料 > 钢 > 钢的组织与性能 > 钢中杂质元素及微量元素对钢性能的影响
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