挖掘机斗齿用30Cr2MnSi钢的热处理工艺及组织性能研究

发布时间：2021-05-14 20:24

　　挖掘机斗齿是挖掘机上的重要零件,在工作过程中,斗齿材料与沙土岩石等直接接触,极易被磨损而失效。作为易失效部件,斗齿材料得到了广泛的研究。长久以来,提高硬度被认为是提高耐磨性的最优选项,因此,马氏体耐磨铸钢由于其较高的硬度而到了广泛的应用。但在最近研究中,部分研究者提出材料的耐磨性并不与硬度正相关,还存在其他影响因素。本论文通过选取市场上存在的部分斗齿材料,分析对比其耐磨性能,寻找斗齿材料耐磨性差异的原因,并对30Cr2MnSi钢的热处理工艺提出了改善方向,并测试改善后材料的耐磨性能,测试结果表明,改善热处理工艺后材料的耐磨性能有所提高。对市场上存在的四类斗齿材料进行了成分分析,组织观察,硬度,强度,韧性以及耐磨性能检测,并观察材料的断口形貌以及磨损形貌,发现当材料的硬度相当时,材料的耐磨性能与材料的韧性成正比。此外,成分中的Ni元素可以有效提高材料的韧性,从而提高材料的耐磨性能。并且,观察材料的组织发现,锻造品斗齿比正品斗齿材料的晶粒度小,成分分布均匀,而在铸造品斗齿中存在较多的成分偏析,从而导致铸造品斗齿的韧性降低,耐磨性下降。而在耐磨性较好的斗齿材料磨损表面,存在较多的犁沟,并伴有... 

【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题来源,目的和意义
    1.2 斗齿耐磨材料的发展状况
        1.2.1 普通高锰钢
        1.2.2 改性高锰钢
        1.2.3 低、中合金耐磨钢
        1.2.4 耐磨铸铁
    1.3 斗齿的磨损失效机制
        1.3.1 磨损过程
        1.3.2 磨料磨损
        1.3.3 疲劳磨损
    1.4 主要研究内容
        1.4.1 不同斗齿耐磨性对比分析
        1.4.2 斗齿材料的热处理方法
第二章 试验材料及方法
    2.1 试验材料
        2.1.1 不同斗齿耐磨性能检测与分析
        2.1.2 斗齿热处理工艺改进
    2.2 分析测试方法
        2.2.1 试验测试路线
        2.2.2 韧性测试
        2.2.3 拉伸性能测试
        2.2.4 硬度与磨损性能测试
    2.3 表征方法
        2.3.1 金相试样制备
        2.3.2 成分分析
        2.3.3 光学显微镜分析
        2.3.4 扫描电子显微镜分析
第三章 不同斗齿耐磨性对比
    3.1 不同齿成分对比
    3.2 不同斗齿组织
        3.2.1 小松正品斗齿组织
        3.2.2 小松仿品斗齿组织
        3.2.3 万鑫锻造品与小松廉价品组织
    3.3 各个斗齿力学性能及耐磨性
        3.3.1 硬度与抗拉强度
        3.3.2 各斗齿材料的冲击韧性
        3.3.3 断口形貌
        3.3.4 斗齿材料的耐磨性能与磨损形貌
    3.4 本章小结
第四章 二次正火热处理工艺
    4.1 二次正火试验方案
    4.2 二次正火工艺对组织的影响
    4.3 二次正火工艺对硬度、韧性与耐磨性的影响
        4.3.1 硬度
        4.3.2 冲击韧性
        4.3.3 材料的断口形貌
        4.3.4 材料的磨损性能与磨损形貌
    4.4 本章小结
第五章 回火温度对耐磨性的影响
    5.1 回火优化方案
    5.2 回火温度对组织的影响
    5.3 回火温度对硬度、韧性与耐磨性的影响
        5.3.1 硬度与韧性
        5.3.2 不同回火温度下材料的断口形貌
        5.3.3 材料的磨损性能与磨损形貌
    5.4 本章小结
第六章 总结
参考文献
致谢
学位论文评阅及答辩情况表


【参考文献】：
期刊论文
[1]低合金耐磨钢摩擦磨损性能研究[J]. 文军,李毅,张东亚,冯坤.  工程机械. 2018(12)
[2]钢中非金属夹杂物及对性能的影响[J]. 王春芳,李文成,李继康.  物理测试. 2018(04)
[3]耐磨钢的国内生产现状及发展前景[J]. 唐春霞,曹文全.  宽厚板. 2018(03)
[4]金属材料磨损失效及防护措施分析[J]. 丘先堂,张雪莉,余雷.  山西冶金. 2017(05)
[5]热处理对ZGMn13组织性能的影响[J]. 商兴国,孙秀伟,褚祥治,马伟顺,杨跃辉.  煤矿机械. 2016(08)
[6]不同冲击功下ZGMn13和ZGMn18冲击磨损机理的研究[J]. 孙国栋,刘长华.  热加工工艺. 2016(04)
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硕士论文
[1]热处理对含铜高锰钢组织及力学性能影响的研究[D]. 李俊澎.哈尔滨工程大学 2017
[2]ZGMn13Cr2高锰钢不同条件下加工硬化及冲击磨损行为研究[D]. 何翠.湖南大学 2016
[3]WK-75型矿用挖掘机斗齿的磨损分析及结构改进[D]. 张延强.太原理工大学 2016
[4]ZGMn13热处理工艺对其组织与性能的影响[D]. 李玉建.沈阳大学 2015
[5]高锰钢热处理工艺及其冲击磨料磨损研究[D]. 邵飞杰.湖南大学 2014
[6]低碳合金钢斗齿铸造新工艺的研究[D]. 周晓光.华中科技大学 2012
[7]斗齿用低合金钢的优化热处理工艺研究[D]. 李京丽.中南大学 2012



本文编号：3186272