新型高锰钢衬板的组织及性能的研究

发布时间：2017-08-05 23:10

  本文关键词：新型高锰钢衬板的组织及性能的研究

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【摘要】：球磨机作为现阶段主要的矿山机械研磨设备，其中的衬板是主要的易消耗部分，主要采用高锰钢作为其材料。高锰钢由于其较好的耐磨性能，被广泛应用于矿山冶金设备、建材、铁路钢叉以及工业的研磨和破碎设备中。但是，随着球磨机工作环境越来越恶劣，普通的高锰钢逐渐不能满足现阶段对其高性能的要求。高锰钢只有在受到足够高的冲击载荷作用下，才可以发生加工硬化作用，当冲击载荷较小时，加工硬化效果不充分，高锰钢表面在受到磨料的冲击和切割作用下，很容易发生剪切破坏，影响其耐磨性能。本文通过对ZGMn13进行合金化以及后续时效处理，研究了合金元素及低温时效处理对ZGMn13Mo和ZGMn13MoCrTiRE的显微组织、力学性能及其冲击磨损性能的影响，以期为新型高锰钢材料的开发和工程应用提供可靠的理论依据。 研究结果表明：经过时效处理后，在ZGMn13Mo和ZGMn13MoCrTiRE的基体组织内均析出碳化物。在时效温度为350°C时，两种高锰钢的晶粒内的碳化物均为球状，且细小弥散的分布，ZGMn13MoCrTiRE的晶粒尺寸比ZGMn13Mo要小，并且比较均匀，其晶粒内的碳化物更为细小弥散。同时，时效处理后，两种高锰钢的综合力学性能均得到提高，而且ZGMn13MoCrTiRE的力学性能要高于ZGMn13Mo，其抗拉强度为1004.14MPa，屈服强度为647.32MPa，断裂伸长率为51.64%，冲击韧性为170.69J/cm2。耐磨性能也表现出类似的情况，在时效温度为350°C时，ZGMn13MoCrTiRE的磨损量仅为0.24g，明显优于ZGMn13Mo。
【关键词】：高锰钢 稀土 时效处理 显微组织 冲击磨损
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG142.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-20
• 1.1 国内外衬板材料的研究概况9-11
• 1.2 高锰钢衬板的研究概况11-13
• 1.3 高锰钢中合金元素的作用13-15
• 1.4 高锰钢的热处理15-17
• 1.4.1 水韧处理16
• 1.4.2 时效处理16-17
• 1.5 高锰钢的强化方式17-18
• 1.5.1 合金化17-18
• 1.5.2 表面形变强化18
• 1.5.3 分散镶铸工艺18
• 1.6 课题的提出及研究意义18-20
• 第2章 实验材料、设备与实验方法20-23
• 2.1 实验材料20
• 2.2 实验设备20
• 2.3 实验内容与方法20-23
• 2.3.1 高锰钢的热处理20-21
• 2.3.2 金相组织观察21
• 2.3.3 拉伸试验21
• 2.3.4 冲击试验21
• 2.3.5 冲击磨损试验21-22
• 2.3.6 扫描电镜观察22
• 2.3.7 XRD 分析22-23
• 第3章 实验结果与分析23-50
• 3.1 高锰钢的显微组织23-27
• 3.1.1 ZGMn13Mo 的显微组织23-25
• 3.1.2 ZGMn13MoCrTiRE 的显微组织25-27
• 3.2 高锰钢的拉伸性能27-35
• 3.2.1 ZGMn13Mo 的拉伸性能27-30
• 3.2.2 ZGMn13MoCrTiRE 的拉伸性能30-34
• 3.2.3 ZGMn13Mo 与 ZGMn13MoCrTiRE 的拉伸性能对比34-35
• 3.3 高锰钢的冲击性能35-41
• 3.3.1 ZGMn13Mo 的冲击性能35-37
• 3.3.2 ZGMn13MoCrTiRE 的冲击性能37-39
• 3.3.3 ZGMn13Mo 与 ZGMn13MoCrTiRE 的冲击性能对比39-41
• 3.4 高锰钢冲击磨损性能41-50
• 3.4.1 ZGMn13Mo 的冲击磨损性能41-44
• 3.4.2 ZGMn13MoCrTiRE 的冲击磨损性能44-48
• 3.4.3 ZGMn13Mo 与 ZGMn13MoCrTiRE 的冲击磨损性能对比48-50
• 第4章 结论50-51
• 参考文献51-55
• 在学研究成果55-56
• 致谢56

【参考文献】

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本文编号：627344