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成分、组织及冲击功对以锰代镍低碳高合金钢冲击腐蚀磨损机理影响的研究

作　者: 王凯
导　师: 丁厚福；杜晓东
学　校: 合肥工业大学
专　业: 材料学
关键词: 冲击腐蚀磨损 以锰代镍 低碳高合金钢 冲击功 磨损机制 锰含量
分类号: TG115.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要


在冲击、腐蚀和磨损并存的工况条件下,传统的湿式磨机衬板材质,如高锰钢、中碳合金钢和高铬铸铁等,虽然各有优点,但综合表现不佳,低碳高合金钢的研制成功很好的解决了这一问题。这是一种新型的合金钢,具有优良的耐冲击腐蚀磨损性能。但由于镍资源的稀少以及其价格进来涨幅巨大,因而就需要通过其它元素代替镍,来降低成本。本文就对以锰代镍制取低成本低碳高合金钢,以及锰元素对其组织与性能的影响作了一些探讨。 就Mn和Ni两种合金元素而言,两者均为奥氏体形成元素,即均能与铁形成无限互溶固溶体-奥氏体。因此,为获得单相奥氏体组织,用Mn代替Ni是完全可行的,同时Mn元素有着比Ni元素更大的固溶强化效应,可使钢的性能得到改善。此外,所形成的MnS可以替代FeS,可防止产生热裂纹从而利于焊接。锰还可以抵消一些有害元素的不利影响,而且还是一种降低结晶裂纹敏感性的元素。 通过分析、计算和合金设计,确定了以锰代镍的含量,然后熔炼得到的几种不同锰含量的低碳高合金钢。按预定工艺退火并淬火回火,采用光学金相显微镜、X射线物相分析和显微硬度等手段分析了不同处理状态的组织构成,并测定了力学性能和均匀腐蚀性能。结果表明,以锰代镍低碳高合金钢可以获得预期的组织与性能。 在改进的MLD-10型冲击腐蚀磨损试验机上,选择三种不同的冲击功,对以锰代镍的低碳高合金钢的冲击腐蚀磨损性能进行了测试。结果表明,以锰代镍在本试验条件下的性能要低于原含镍的低碳高合金钢,而高于高锰钢。文章最后还对以锰代镍低碳高合金钢的冲击腐蚀磨损机制进行了探讨。

全文目录


第一章 绪论  14-25
  1.1 合金钢及合金元素  14-19
    1.1.1 合金钢及其分类  14
    1.1.2 合金元素及其在钢中的作用  14-19
  1.2 球磨机衬板材料  19-23
    1.2.1 奥氏体高锰钢系列  20-22
    1.2.2 高、中铬铸铁(钢)  22
    1.2.3 中碳多元合金钢及各类合金钢  22-23
  1.3 本研究的背景及意义  23-25
第二章 低碳高合金钢的成分、组织、工艺及性能  25-30
  2.1 低碳高合金钢的成分  25-26
  2.2 低碳高合金钢的生产工艺  26-28
    2.2.1 熔炼及铸造工艺  26
    2.2.2 热处理工艺  26-28
  2.3 低碳高合金钢的组织  28
  2.4 低碳高合金钢的力学性能  28
  2.5 低碳高合金钢的冲击腐蚀磨损性能  28-30
第三章 以锰代镍对低碳高合金钢组织性能的影响  30-47
  3.1 以锰代镍的分析  30-34
  3.2 以锰代镍的合金设计  34-36
    3.2.1 成分设计  34-35
    3.2.2 组织设计  35
    3.2.3 相关计算  35
    3.2.4 热处理工艺设计  35-36
  3.3 以锰代镍对低碳高合金钢组织及常规性能的影响  36-38
    3.3.1 试验材料  36
    3.3.2 试样的制备  36-37
    3.3.3 组织分析  37
    3.3.4 常规性能测试  37-38
  3.4 试验结果及分析  38-45
    3.4.1 试验结果  38-44
    3.4.2 讨论  44-45
  3.5 本章结论  45-47
第四章 冲击功对以锰代镍对低碳高合金钢冲击腐蚀磨损行为的影响  47-55
  4.1 试验材料及试验方法  47-48
    4.1.1 试验材料  47
    4.1.2 试验方法  47-48
  4.2 冲击腐蚀磨损试验结果  48-52
  4.3 经济效益分析  52-53
  4.4 本章结论  53-55
第五章 冲击功对以锰代镍低碳高合金钢冲击腐蚀磨损机理的影响  55-73
  5.1 冲击腐蚀磨损机理的研究状况  55-59
  5.2 0.7J冲击功下以锰代镍低碳高合金钢的冲击腐蚀磨损机理探讨  59-63
  5.3 1.2J冲击功下以锰代镍低碳高合金钢的冲击腐蚀磨损机理探讨  63-67
  5.4 1.7J冲击功下以锰代镍低碳高合金钢的冲击腐蚀磨损机理探讨  67-72
  5.5 本章结论  72-73
第六章 全文结论  73-76
参考文献  76-81
硕士期间发表论文情况  81

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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 > 金属学（物理冶金） > 金属的分析试验（金属材料试验） > 机械性能（力学性能）试验
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