400HB级马氏体与贝氏体耐磨钢的磨损性能对比研究

发布时间：2017-09-27 18:01

  本文关键词：400HB级马氏体与贝氏体耐磨钢的磨损性能对比研究

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【摘要】：本文以400 HB等级的马氏体耐磨钢(NM400)和贝氏体耐磨钢(NR400)为主要研究对象,同时与450 HB级马氏体耐磨钢(NM450)进行对比研究。通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)以及透射电镜(TEM)等设备研究了三种试验钢微观组织结构特征;通过极化曲线测定、表面硬度试验进行性能测试;通过滑动磨损试验、高温销盘磨损试验、冲击磨损试验和腐蚀磨料磨损试验对马氏体耐磨钢与贝氏体耐磨钢在不同磨损条件下的磨损特性进行对比研究,主要研究了马氏体耐磨钢与贝氏体耐磨钢在不同磨损工况下的耐磨性能差异,分析其磨损机制,并探讨组织、力学性能与耐磨性能之间的联系。试验结果表明:马氏体耐磨钢经调质处理后的组织主要为回火马氏体,马氏体呈板条状,碳化物颗粒弥散分布在板条间隙或内部,NM450钢的组织较NM400更为细小。热轧与低温回火后贝氏体耐磨钢的组织由板条贝氏体铁素体及板条间薄膜状的残余奥氏体构成,即无碳化物贝氏体复合组织。三种耐磨钢板从表面到心部的硬度基本上是均匀的,NM450钢的硬度最高(平均硬度为44.4 HRC),NM400和NR400两种钢的硬度相当(平均硬度分别为40.7HRC、40.4 HRC);电化学腐蚀试验结果表明,在酸性介质中贝氏体耐磨钢(NR400)耐电化学腐蚀性能优于马氏体耐磨钢(NM400、NM450)。在滑动磨损和冲击磨损条件下,三种耐磨钢的相对耐磨性从大到小的顺序为NM450NR400NM400;在高温销盘磨损和腐蚀磨料磨损条件下,三种耐磨钢的从大到小的顺序为NR400NM450NM400,其中NR400钢的相对耐磨性与NM450相差较小。在滑动磨损条件下,当载荷较低时,耐磨钢的磨损机制主要为微观切削机制,随着载荷增加,磨损机制转变为以微观切削为主并伴随轻微的疲劳破坏。与滑动磨损对比,在高温磨损条件下,磨损表面破坏程度变大,存在大面积的撕裂剥落,耐磨钢的磨损机制主要为粘着磨损和轻微的氧化磨损。在冲击磨损条件下,耐磨钢的磨损是由显微切削和塑变疲劳两种机制共同作用导致的。在腐蚀磨料磨损条件下,磨损机制主要为电化学腐蚀和磨粒磨损的交互作用。研究表明,耐磨钢即使硬度相当(如NR400和NM400),但在不同磨损工况下的磨损性能存在一定差别。本文研究内容为目前耐磨钢在不同工况下的实际应用提供了较好的参考依据。
【关键词】：马氏体耐磨钢 贝氏体耐磨钢 组织 耐磨性
【学位授予单位】：安徽工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG142.72
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 引言10-12
• 第一章 绪论12-30
• 1.1 磨损概述12-17
• 1.1.1 磨损形式及分类12-13
• 1.1.2 磨损机理13-15
• 1.1.3 钢的耐磨性及其影响因素15-17
• 1.2 低合金耐磨钢概况17-19
• 1.2.1 低合金耐磨钢分类及特性17
• 1.2.2 国内外低合金耐磨钢的发展现状17-19
• 1.3 马氏体耐磨钢的研究及现状19-23
• 1.3.1 板条马氏体微观组织19-20
• 1.3.2 热处理工艺20-21
• 1.3.3 马氏体耐磨钢的磨损性能研究21-23
• 1.4 贝氏体耐磨钢的研究及现状23-28
• 1.4.1 贝氏体耐磨钢的组织结构和性能23-25
• 1.4.2 贝氏体耐磨钢的磨损性能研究25-28
• 1.5 选题意义及主要研究内容28-30
• 1.5.1 选题意义28
• 1.5.2 研究内容28-30
• 第二章 试验材料及方法30-36
• 2.1 试验材料30-31
• 2.2 试验方法31-36
• 2.2.1 试验材料微观组织结构观察31
• 2.2.2 试验钢残余奥氏体测定31
• 2.2.3 表面洛氏硬度测试31-32
• 2.2.4 试验钢极化曲线测定32
• 2.2.5 磨损性能测试32-36
• 第三章 试验钢的组织和性能分析36-45
• 3.1 前言36
• 3.2 试验钢的显微组织36-40
• 3.2.1 NM400、NM450的组织特征36-38
• 3.2.2 NR400的组织特征38-40
• 3.3 试验钢组织中的残余奥氏体分析40-41
• 3.4 试验钢硬度对比分析41-42
• 3.5 试验钢的极化曲线分析42-43
• 3.6 本章小结43-45
• 第四章 试验钢在不同磨损工况下的磨损特性45-67
• 4.1 前言45
• 4.2 滑动磨损性能45-50
• 4.2.1 滑动磨损失重曲线45-47
• 4.2.2 磨损形貌及磨损机制分析47-49
• 4.2.3 耐磨性能探讨49-50
• 4.3 高温磨损性能50-57
• 4.3.1 高温销盘磨损结果及分析51-53
• 4.3.2 磨损形貌及磨损机制分析53-56
• 4.3.3 耐磨性能探讨56-57
• 4.4 冲击磨损性能57-62
• 4.4.1 冲击磨损试验结果及分析57
• 4.4.2 磨损形貌与磨损机制分析57-60
• 4.4.3 耐磨性能探讨60-62
• 4.5 腐蚀磨损性能62-65
• 4.5.1 腐蚀磨料磨损试验结果与分析62
• 4.5.2 磨损形貌与磨损机制分析62-64
• 4.5.3 耐磨性能探讨64-65
• 4.6 综合分析试验钢在不同磨损条件下的耐磨性能65-66
• 4.7 本章小结66-67
• 结论67-69
• 参考文献69-73
• 致谢73

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本文编号：931089