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Cr26耐磨铸铁的包覆挤压工艺研究

发布时间:2017-09-26 00:32

  本文关键词:Cr26耐磨铸铁的包覆挤压工艺研究


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【摘要】:本文针对Cr26高铬铸铁材料为研究对象,以16Mn材料为内外层包覆层,Cr26材料为中间耐磨层,通过包覆挤压的加工方式,完成对Cr26高铬铸铁材料的挤压加工变形,通过高温压缩试验,车间挤压试验确定挤压条件,通过对挤压荒管的性能检测确定包覆挤压加工的可行性,并生产出符合实际应用的16Mn/Cr26型双金属复合管。该复合管外层16Mn发挥韧性支撑作用,内层Cr26是耐磨层。并通过差热分析方法确定Cr26高铬铸铁奥氏体化温度,对复合管材的热处理工艺进行研究并提高其综合性能。论文主要结论如下:(1)通过控制浇注时间和浇注温度以及浇注速度,实现了三金属耐磨管坯16Mn/Cr26/16Mn的浇注成型,该复合材料界面结合强度高,无界面夹渣,分层等缺陷。三金属管坯浇注过程中受离心力和温度的影响,管坯成分发生变化,且出现碳偏析现象导致硬度出现高峰值。(2)高温压缩试验中,温度高于1100℃后Cr26变形抗力迅速变小,温度越高变化越缓,接近1250℃时材料出现局部融化现象,确定管坯的挤压温度设定在1100~1150℃之间,挤压速度适当变小。(3)包覆挤压复合无缝耐磨管采用玻璃粉润滑,环形炉加热,加热时间2.5~3 h,高压除鳞后一感加热温度为1090~1100℃,二感加热温度为1120~1140℃,温度过低玻璃粉润滑不良,温度过高,挤压过程中Cr26易断裂,在合适的温度区间内挤压力适中,挤压速度较镍基合金略低,可降低金属在孔型内的剪切应力,增加流动稳定性。(4)通过挤压复合管成品检测,耐磨复合管组织较挤压前明显均匀细化,Cr26硬度达到56 HRC以上,符合标准要求,冲击试验结果显示,复合管材与单金属16Mn冲击曲线形状类似,均有较好韧性,经1020℃加热降温处理后成型管材不会发生开裂,基层16Mn有很好的韧性支撑作用,管身不会轻易发生崩裂。(5)DTA图像显示Cr26高铬铸铁最低相变温度在809℃,在磨损过程中主要为磨料磨损。挤压荒管经1050℃保温60分钟空冷热处理后硬度最高,为64.2HRC,且耐磨性最好。
【关键词】:耐磨材料 Cr26高铬铸铁 包覆挤压 热处理 摩擦磨损
【学位授予单位】:河北工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TG143.9;TG376.9
【目录】:
  • 摘要6-7
  • Abstract7-12
  • 第1章 绪论12-23
  • 1.1 选题的背景及意义12-13
  • 1.2 耐磨材料的发展历程13-17
  • 1.2.1 耐磨材料的简介13
  • 1.2.2 耐磨材料的分类13
  • 1.2.3 典型金属耐磨材料13-15
  • 1.2.4 耐磨材料研究现状15
  • 1.2.5 Cr26高铬铸铁的研究现状15-16
  • 1.2.6 我国耐磨材料发展方向16-17
  • 1.3 耐磨管材的研发和生产现状17-18
  • 1.4 挤压技术及其应用18-21
  • 1.4.1 挤压工艺简介18-20
  • 1.4.2 金属挤压技术的发展与应用20-21
  • 1.5 包覆挤压工艺及其应用21-22
  • 1.6 本文的研究意义和研究内容22-23
  • 第2章 Cr26高铬铸铁材料的基础性能研究23-41
  • 2.1 高铬铸铁材料简介23-31
  • 2.1.1 高铬铸铁的国家标准23-25
  • 2.1.2 高铬铸铁中主要元素的作用25-26
  • 2.1.3 高铬铸铁的组织和Fe-Cr-C相图26-29
  • 2.1.4 高铬铸铁的摩擦学行为29-31
  • 2.2 Cr26高铬铸铁最低相变温度测定31-34
  • 2.2.1 差热分析法介绍31
  • 2.2.2 差热分析原理31-32
  • 2.2.3 试验方案32
  • 2.2.4 试验过程32-33
  • 2.2.5 试验结果分析33-34
  • 2.3 Cr26高铬铸铁挤压条件确定34-40
  • 2.3.1 试验方案34-35
  • 2.3.2 试验过程35-37
  • 2.3.3 试验结果分析37-40
  • 2.4 本章小结40-41
  • 第3章 复合材料的包覆挤压41-54
  • 3.1 脆性耐磨材料可加工性分析41
  • 3.2 金属基复合材料的挤压41-43
  • 3.3 耐磨复合材料的生产工艺43-44
  • 3.4 铸态下的复合材料44-46
  • 3.4.1 成分变化44-45
  • 3.4.2 组织特点45-46
  • 3.5 复合管材包覆挤压生产46-52
  • 3.5.1 挤压工艺制定46-52
  • 3.5.2 材料挤压成品包装入库52
  • 3.6 本章小结52-54
  • 第4章 复合管材挤压成品检测54-60
  • 4.1 显微组织检测54
  • 4.2 硬度检测54-55
  • 4.3 冲击韧性检测55-57
  • 4.4 拉伸性能检测57
  • 4.5 高温开裂检测57-58
  • 4.6 本章小结58-60
  • 第5章 耐磨层Cr26热处理工艺及性能研究60-73
  • 5.1 试验准备60-62
  • 5.1.1 试验目的60
  • 5.1.2 试验材料60-61
  • 5.1.3 试验主要设备61-62
  • 5.2 试验过程62-66
  • 5.2.1 热处理试验62-63
  • 5.2.2 硬度测试63-64
  • 5.2.3 金相组织观察64
  • 5.2.4 摩擦磨损试验64-66
  • 5.3 试验结果分析66-72
  • 5.3.1 热处理工艺对材料力学性能的影响66-68
  • 5.3.2 淬火温度对材料组织及硬度的影响68-71
  • 5.3.3 硬度与耐磨性分析71-72
  • 5.4 本章小结72-73
  • 结论与展望73-75
  • 致谢75-76
  • 参考文献76-79
  • 作者简介79
  • 攻读硕士学位期间发表的论文79-80

【参考文献】

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中国重要报纸全文数据库 前1条

1 郭秀兰;;耐磨复合材料代替传统耐磨材料已成为行业发展的必然趋势[N];中国建材报;2014年



本文编号:920504

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