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轧制高锰钢及其堆焊复合材料的组织演变及耐磨特性研究

徐文亮  
【摘要】:本文利用TEM、SEM等测试方法,通过对深度轧制条件下高锰钢及其堆焊耐磨复合材料的组织演变及磨损规律的分析。系统研究了:(1)深度轧制条件下高锰钢的组织演变及其性能变化;(2)高锰钢堆焊复合材料的成分、组织及性能变化;(3)轧制高锰钢及其堆焊复合材料在三体磨料磨损条件下的磨损特性及磨损机理;(4)对轧制高锰钢及其堆焊复合材料的使用环境进行了探讨。 对深度轧制高锰钢进行TEM观察发现随形变量的增加,其组织中出现大量高密度的形变挛晶,且数量随形变量的增加而增多。高密度形变挛晶是高锰钢在轧制应力下产生加工硬化的主要原因。三体磨料磨损试验表明,在硬磨料磨损条件下,预塑性变形轧制高锰钢的耐磨料磨损性能随轧制形变量的增大而降低,高锰钢的预先塑性变形对其耐磨性没有贡献。对实际磨损工矿中的轧制高锰钢板进行亚表层组织分析,发现磨料磨损后轧制高锰钢的裂纹形成于表面严重塑性变形区与次表层流变变形区的交界处,这种裂纹极易导致剥落磨损,从而降低了其耐磨性。而在软磨料磨损条件下,耐磨性明显高于非轧制态,说明轧制对提高高锰钢的耐三体磨料磨损性能是需要条件的。 在热轧后的高锰钢上堆焊耐磨合金,研究发现堆焊对于高锰钢基体的性能影响不明显,说明试验中高锰钢的堆焊工艺是可行的。三体磨料磨损试验表明,高锰钢堆焊复合材料与传统耐磨材料相比表现了较好的耐磨料磨损性能,其磨损机理主要是以磨粒对磨损表面材料重复作用应力产生的疲劳剥落为主;而高锰钢基体的磨损主要以材料多次塑变产生的疲劳磨损为主,同时,磨粒对磨损表面有少量的显微短程犁削。 可以看出,高锰钢堆焊复合材料有可能解决高锰钢材料的耐磨性及塑韧性不


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