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《大连交通大学》 2011年
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改性纳米SiC粉体对ZGMn13钢组织与性能影响的研究

金环  
【摘要】:高锰钢作为传统的耐磨材料,在抵抗强冲击或高应力作用下的磨料磨损与凿削磨损方面,由于具有加工硬化现象,其耐磨性是其他材料所无法比拟的。高锰钢初始硬度低,受到冲击载荷作用时初期形变量较大,导致初期磨损较为严重,影响了高锰钢的使用寿命,因此如何提高高锰钢材料的强度和耐磨性能一直以来是人们关注的焦点。本文在生产条件下采用冲入法制备改性纳米SiC粉体强韧化高锰钢材料,研究了改性纳米SiC粉体对高锰钢的组织、力学性能和耐磨性能的影响及其作用机理。 本文采用光学显微镜、扫描电镜、力学性能测试、耐磨性测试和喷丸试验等方法,研究了加入改性纳米SiC粉体对高锰钢的组织、硬度、韧性、耐磨性以及钢球高速冲击条件下高锰钢的硬度和组织结构的变化规律,并初步探讨了高锰钢的加工硬化机制。结果表明:经改性纳米SiC粉体强韧化后的高锰钢铸态组织中奥氏体晶粒明显细化且碳化物的分布和数量都有所改善,水韧处理后奥氏体晶粒比原始高锰钢更细小;力学性能得到有效提高,当纳米SiC粉体含量为0.1%时,硬度、抗拉强度和韧性最高分别提高了33%、8.2%和22%;断口分析结果表明:加入改性纳米SiC粉体后,高锰钢断口组织中出现了更多的韧窝,韧性断裂特征更加明显;在MM-200耐磨试验机上进行耐磨试验,改性纳米SiC粉体强化前后,对磨损初期的磨损量和磨损速率几乎没有影响;随着加载载荷和磨损时间的增加,添加改性纳米SiC粉体的高锰钢试样表现出良好的耐磨性。当磨损时间为30min,载荷为80N时,磨损百分量分别降低了11%,31%和26%;高锰钢喷丸实验在QPL试验机上进行,经过喷丸处理后高锰钢表层硬度值急剧增加,随着冲击时间的延长,各试样的硬度值持续增加并趋于稳定。加入改性纳米SiC加粉后加工硬化速率较快。加工硬化后试样的X衍射分析显示,在喷丸处理条件下,高锰钢的加工硬化机制为位错理论和孪晶硬化理论,没有诱发马氏体相变。
【学位授予单位】:大连交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TG142.72

【参考文献】
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