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低、中冲击载荷工况焊达HARDOX500耐磨板强度
双击自动滚屏 发布者:fengyongyou 发布时间:2021/1/12 6:07:48 阅读:79次 【字体:

焊达500低合金高强度焊达HARDOX500耐磨板适用于低、中冲击载荷工况.同时还需较高的冲击韧性。目前国内生产的该级别焊达HARDOX500耐磨板冲击韧性普遍较低,低、中冲击载荷工况焊达HARDOX500耐磨板强度服役环境要求其不但具有较高的硬度和强度.从而导致耐磨性能较差,如何在保证焊达HARDOX500耐磨板硬度、强度的前提下,提高其冲击韧性,进一步提高其使用寿命,目前焊达HARDOX500耐磨板主要研发方向。针对上述问题,本论文工作在焊达HARDOX500耐磨板化学成分的基础上添加不同含量的微合金元素Nb,系统研究了Nb含量变化对实验钢的析出相转变热力学、相变动力学、热处理工艺优化、强韧化机制及抗冲击磨粒磨损性能等方面的影响,获得了具备高硬度、高强韧性及抗冲击磨损性能的新型低合金高强度焊达HARDOX500耐磨板化学成分及相应的热处理工艺。基于Thermo-calc热力学软件对含焊达HARDOX500耐磨板中析出相的类型、析出温度及析出量进行了计算,结果表明:实验钢中随着Nb含量由0.018%增加到0.078%,富含NbMC型碳化物的析出温度显著提高,由1150℃提高到1300℃,同时析出量也明显增加,这有利于通过细晶强化提高实验钢的冲击韧性。
   低温回火条件下,MC相、M7C3相、MC_ETA 相和MCSHP相碳氮化物析出相会在淬火马氏体基体上弥散析出,产生二次硬化,使实验钢因回火而造成的硬度下降得到一定的补偿,为较高硬度的获得提供一定保障。实验钢不同奥氏体化温度下的奥氏体晶粒长大规律研究表明,随着Nb质量分数的增加,当奥氏体化温度在850950℃温度区间时,Nb细化晶粒作用比较明显,当奥氏体化温度在10001200℃温度区间时,Nb细化晶粒作用减弱,实验钢的奥氏体粗化温度为950℃。奥氏体化时间对淬火组织硬度的研究表明,奥氏体化时间在1020min区间时,随奥氏体化时间的增加,淬火组织硬度增加,当奥氏体化时间超过20min时,淬火组织硬度随奥氏体化时间的增加而逐渐降低,为使实验钢热处理后的组织硬度达到NM500级别要求,奥氏体化时间应低于40min实验钢动态连续冷却转变曲线(CCT曲线)研究结果表明,冷却过程中,实验钢主要存在先共析铁素体、珠光体+贝氏体、马氏体等三个转变区域,为使实验钢获得适当的马氏体+贝氏体比例,获得较高硬度、强度的同时,也具有较高的冲击韧性,冷却速度选择在58℃/s比较合适。实验钢在850890℃范围内保温2040min后水淬,并在200250℃范围内进行3060min低温回火后空冷,获得的组织为回火板条马氏体+少量残余奥氏体,可以使实验钢获得优良的硬度和强韧性配合。
   此热处理工艺条件下,4组实验钢均达到国外企业生产的该级别焊达HARDOX500耐磨板的综合性能:含Nb量为0.043%2#实验钢经850℃保温30min后水淬,再经250℃回火60min后空冷,获得的组织为回火板条马氏体+少量残余奥氏体,组织布氏硬度值为484抗拉强度Rm=1652MPa屈服强度Rp=1412MPa断后延长率δ=10.8%室温和-40℃冲击功值分别为53.3J和51.3J,达到500低合金高强度焊达HARDOX500耐磨板的标准要求,并具有优良的冲击韧性,超过了国外厂家生产的同级别耐磨板的冲击韧性,为该淬火与低温回火热处理工艺下的最佳成分和热处理方案。实验钢经等温淬火与低温回火后的组织为回火马氏体+黑色针状下贝氏体。实验钢在850930℃范围保温20-40min后淬入温度为33037050%NaNO2+50%KNO3熔盐中保温5-20后水淬,之后在200℃回火30min后空冷,均可获得优良的硬度和强韧性配合,并表现出比淬火与低温回火热处理工艺更好的综合性能。此热处理工艺参数条件下,含Nb质量分数为0.043%实验钢不但综合性能好,而且各性能指标非常稳定,波动较小,易于热处理过程中的控制,因此,添加0.043%Nb为最佳选择。

 

 
 
 
     
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