超细破碎机高钒合金铸铁锤头组织与性能研究

发布时间：2017-08-10 03:03

  本文关键词：超细破碎机高钒合金铸铁锤头组织与性能研究

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【摘要】：随着科技快速发展,机械设备运转加速。而机械设备整个运转系统与摩擦磨损有着密切的关系,随着机械设备运转速度的加快,摩擦磨损问题变得更加严重。而其会引起很大损失。比如超细破碎机锤头的磨损同样也会带来巨大的损失。但通过对耐磨材料的研制和应用,可以减少磨损,进而降低损失。所以研制新型的耐磨材料意义重大。本文通过成分设计,原料配比以及熔炼浇注等工艺制备出不同成分的高钒合金耐磨铸铁,首先分析了C含量、W含量以及Mo含量等对高钒合金铸铁的组织、力学性能及机械性能的影响;其次分析了不同温度淬火和回火对高钒合金铸铁组织与性能的影响,并确定了最佳热处理工艺;最后对最佳成分的高钒合金耐磨铸铁进行了最佳热处理,并与高铬铸铁进行了硬度、冲击韧性以及耐磨性能等的对比分析。利用扫描电镜观察了高钒合金耐磨铸铁的显微组织;利用X射线衍射及能谱分析仪分析了材料的物相组成;利用洛氏硬度计、冲击试验机及摩擦磨损试验机分别对该材料的洛氏硬度、冲击韧性及耐磨性等性能进行了测试。通过对比分析其组织及综合性能,确定在本文研究范围内最佳的高钒合金耐磨铸铁的成分配比和最佳热处理工艺,并分析高钒合金铸铁的磨损机理。通过研究得到,在本文范围内最佳的高钒合金耐磨铸铁的成分配比为:Cr-5.0wt%,V-9.0wt%,C-3.0wt%,W-2.0wt%,Mo-0.5wt%。最佳热处理工艺为:980℃保温30min进行空淬和560℃回火2h。高钒合金耐磨铸铁的组成相主要为原位合成的均匀分布的VC颗粒相,(Cr,Fe)7C3相以及Fe-Cr相。在热处理之前,平均洛氏硬度约为63.7HRC,平均冲击韧性为8.9J/cm2,耐磨性比高铬铸铁提高了1倍多;在经过热处理后,平均洛氏硬度约为61.8HRC,平均冲击韧性为11.3J/cm2,耐磨性比高铬铸铁提高了2倍多。
【关键词】：高钒合金 耐磨铸铁 组织 耐磨性能
【学位授予单位】：黑龙江科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG257;TG163
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-22
• 1.1 课题研究背景10
• 1.2 磨损失效10-15
• 1.2.1 摩擦磨损的初步认识10-12
• 1.2.2 磨损的定义12-13
• 1.2.3 磨损机理13-15
• 1.2.4 超细破碎机锤头的磨损失效15
• 1.3 耐磨材料及其研究现状15-20
• 1.3.1 白.铸铁15-16
• 1.3.2 奥氏体耐磨锰钢16
• 1.3.3 低合金耐磨钢16-17
• 1.3.4 镍硬铸铁17
• 1.3.5 铬系铸铁17-18
• 1.3.6 耐磨硬质合金18-19
• 1.3.7 高钒高速钢19-20
• 1.4 本论文研究的目的与意义20
• 1.5 本论文研究的主要内容及技术路线20-22
• 1.5.1 本论文研究的主要内容20-21
• 1.5.2 本论文研究的技术路线21-22
• 2 试验材料及试验方法22-30
• 2.1 试验材料成分设计和配比22-24
• 2.2 试验材料及试验设备24-25
• 2.3 高钒合金铸铁的熔炼、浇注及试样制备25-28
• 2.3.1 中频感应炉熔炼合金铸铁配料计算25-27
• 2.3.2 高钒铸铁材料的制备27-28
• 2.4 热处理工艺28
• 2.5 高钒合金铸铁组织分析方法28
• 2.6 高钒合金铸铁性能测试方法28-30
• 2.6.1 洛氏硬度及冲击韧性的测试28-29
• 2.6.2 摩擦磨损性能测试29-30
• 3 不同成分对高钒合金铸铁组织与性能的影响30-47
• 3.1 碳含量对高钒合金铸铁组织、物相及性能的影响30-34
• 3.1.1 碳含量对高钒合金铸铁组织的影响30-31
• 3.1.2 碳含量对高钒合金铸铁物相的影响31-32
• 3.1.3 碳含量对高钒合金铸铁性能的影响32-34
• 3.2 钨含量对高钒合金铸铁组织、物相及性能的影响34-38
• 3.2.1 钨含量对高钒合金铸铁组织的影响34-35
• 3.2.2 钨含量对高钒合金铸铁物相的影响35-36
• 3.2.3 钨含量对高钒合金铸铁性能的影响36-38
• 3.3 钼含量对高钒合金铸铁组织、物相及性能的影响38-42
• 3.3.1 钼含量对高钒合金铸铁组织的影响38-39
• 3.3.2 钼含量对高钒合金铸铁物相的影响39-40
• 3.3.3 钼含量对高钒合金铸铁性能的影响40-42
• 3.4 耐磨性分析42-45
• 3.4.1 高钒合金铸铁的摩擦系数42-44
• 3.4.2 高钒合金铸铁磨损量的分析44-45
• 3.5 本章小结45-47
• 4 热处理工艺对高钒合金铸铁组织与性能的影响47-53
• 4.1 热处理工艺的简介47-48
• 4.2 淬火温度对高钒合金铸铁组织与性能的影响48-50
• 4.2.1 淬火温度对高钒合金铸铁组织的影响48-49
• 4.2.2 淬火温度对高钒合金铸铁性能的影响49-50
• 4.3 回火温度对高钒合金铸铁组织与性能的影响50-52
• 4.3.1 回火温度对高钒合金铸铁组织的影响50-51
• 4.3.2 回火温度对高钒合金铸铁性能的影响51-52
• 4.4 本章小结52-53
• 5 高钒合金铸铁磨损机理53-61
• 5.1 硬度、冲击韧性及摩擦系数53-55
• 5.2 磨损量的分析55
• 5.3 磨损机理55-58
• 5.3.1 高铬铸铁的磨损机理55-56
• 5.3.2 高钒合金铸铁的磨损机理56-58
• 5.4 高钒合金铸铁中硬质相的联合作用58-60
• 5.5 本章小结60-61
• 6 结论61-62
• 参考文献62-66
• 作者简历66-68
• 学位论文数据集68

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本文编号：648521