合金元素铌、钼和热处理工艺对低合金耐磨板NM360组织和性能的影响
本文针对低合金耐磨钢衬板的实际工况条件，在合理的化学成分设计的基础上，研究了合金元素铌、钼和热处理工艺对低合金耐磨钢组织和性能的影响，以得到硬度和冲击韧度的良好配合，满足衬板的使用要求。 采用DTA差热分析法和金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、洛氏硬度计、冲击实验机、磨损实验机等实验仪器设备，通过对耐磨板NM360钢的显微组织和冲击断口形貌的观察，洛氏硬度、冲击韧度、淬透性和耐磨性等性能的测试，系统深入的研究了不同含量的铌和钼及热处理工艺对多元低合金耐磨钢组织和力学性能的影响。 实验结果表明：随着铌的加入，在铸态下，铌大部分以碳化物(Nb Ti)C的形式存在，可使晶粒细化；热处理后，试样中的铌部分溶入奥氏体中，可抑制晶粒长大，并提高钢的淬透性。同时，随着铌含量的增加，硬度和冲击韧度都不断提高，铌含量为0.06﹪时，经过900℃淬火+250℃回火后硬度达到54．5HRC，冲击韧度达到28.5J/cm<'2>。铌含量为0.06﹪的试样，厚度为120mm时，在900℃淬火能够完全淬透，具有良好的淬透性。试样的耐磨板NM360耐磨性随着铌含量的增加显著提高，热处理后铌含量为0.06﹪的试样与不含铌相比耐磨性提高32.67﹪。 钼加入后，晶粒得到细化，力学性能也明显提高，钼一部分溶入奥氏体中，一部分以碳化物(Cr Mo Fe)<'7>C<,3>的形式存在。试样在铸态下的硬度随着钼含量的增加由38.5HRC提高到42.6HRC，试样经900℃淬火、250℃回火后，钼含量为0.8﹪的试样比钼含量为0.4﹪的试样增加了3.3HRC，呈现明显的强化效果。随着钼含量的增加，试样表现了良好的淬透性和淬硬性，并具有较高的抗回火脆性能力。 热处理研究表明：试验材料在经过900℃淬火、250℃回火后的组织为回火马氏体+少量残余奥氏体+极少量碳化物，获得了较高的强韧性。热处理后，冲击试样断口呈纤维状断口并存在大量韧窝，具有韧性断口特征。 根据本课题研究结果试制的衬板，尺寸约320×200×120mm，化学成分为C0.40～0.45﹪，Si1.0～1.5﹪，Mn 0.8～1.2﹪，Cr 1.8～2.2﹪，Mo 0.45～0.65﹪，Nb 0.05～0.07﹪，热处理工艺为淬火温度900℃，保温时间为3h，淬火介质是10号机油，回火温度250℃，保温时间6h。组织为回火马氏体+少量残余奥氏体，在衬板本体上取样得到的硬度值为52～56HRC，冲击韧度在35～45J/cm<'2>。
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