低成本超高強耐磨鋼板NM360成分設計及熱處理工藝
超高強低(di)合金耐磨鋼中厚板材(cai)(cai)產品開發為背景(jing)，針對NM360板材(cai)(cai)產品的(de)(de)成份設計、連續(xu)冷卻轉變規律、軋(ya)制及(ji)熱(re)處理工藝等問題進(jin)行了(le)較(jiao)為系(xi)統的(de)(de)研究，同時結合相應檢(jian)測手(shou)段(duan)，對實驗鋼的(de)(de)斷口(kou)、夾雜物及(ji)回火(huo)P曲線進(jin)行了(le)分析，為低(di)成本超高強NM360板材(cai)(cai)產品的(de)(de)實際開發應用(yong)提供(gong)了(le)工藝參考。本文(wen)的(de)(de)主要(yao)研究內容和(he)成果如下：
(1)針對耐磨鋼板NM360對力學性能的(de)高硬度(du)、高強度(du)性能要(yao)求特(te)點，在分析對比國(guo)內外相關低合(he)金高強耐磨鋼成分特(te)點的(de)基礎上，結(jie)合(he)我國(guo)資源分布特(te)點，設計(ji)出Ti-Cr-B系的(de)兩種NM360實驗鋼成分。
(2)采用實驗(yan)室熱(re)(re)模(mo)擬(ni)實驗(yan)機MMS-300，對兩種成(cheng)分(fen)NM360實驗(yan)鋼進行了熱(re)(re)模(mo)擬(ni)實驗(yan)，并(bing)利用熱(re)(re)膨脹(zhang)法得到了實驗(yan)鋼的靜態(tai)及動態(tai)連續(xu)冷卻轉變曲(qu)線(xian)(CCT)。同時，結(jie)合熱(re)(re)模(mo)擬(ni)得到的膨脹(zhang)曲(qu)線(xian)及金相組織，研(yan)究了實驗(yan)鋼的連續(xu)冷卻轉變規律。
熱模擬實驗結果表明：耐磨鋼板(ban)NM360實驗鋼靜(jing)態/動態CCT曲(qu)(qu)線均可大致劃(hua)分(fen)為(wei)三部分(fen)：高溫(wen)轉(zhuan)變(bian)區(qu)，相(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)產物(wu)為(wei)先共析鐵素(su)(su)(su)體和(he)珠光(guang)(guang)體；中溫(wen)轉(zhuan)變(bian)區(qu)，相(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)產物(wu)主要為(wei)貝(bei)氏(shi)體；低溫(wen)轉(zhuan)變(bian)區(qu)，相(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)產物(wu)為(wei)馬氏(shi)體。奧(ao)氏(shi)體區(qu)的(de)變(bian)形使CCT曲(qu)(qu)線向左上移動，提高了(le)相(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)開(kai)始(shi)和(he)結束(shu)溫(wen)度(du)(du)，也(ye)加(jia)快(kuai)了(le)相(xiang)(xiang)(xiang)轉(zhuan)變(bian)速度(du)(du)，擴(kuo)大了(le)先共析鐵素(su)(su)(su)體的(de)形成區(qu)域(yu)，還促進了(le)珠光(guang)(guang)體相(xiang)(xiang)(xiang)變(bian)，而且在冷卻速度(du)(du)較小時(<5℃/s)，有大量的(de)珠光(guang)(guang)體生(sheng)成，幾乎沒有貝(bei)氏(shi)體產生(sheng)，微觀組(zu)織為(wei)鐵素(su)(su)(su)體和(he)珠光(guang)(guang)體兩相(xiang)(xiang)(xiang)組(zu)織。
(3)結(jie)合熱(re)模擬實驗(yan)(yan)(yan)結(jie)果，采用(yong)實驗(yan)(yan)(yan)室Ф360熱(re)軋(ya)(ya)(ya)機組(zu)進行(xing)實驗(yan)(yan)(yan)鋼(gang)熱(re)軋(ya)(ya)(ya)實驗(yan)(yan)(yan)，通過分(fen)析實驗(yan)(yan)(yan)鋼(gang)軋(ya)(ya)(ya)后性能(neng)，得(de)到了NM360實驗(yan)(yan)(yan)鋼(gang)的(de)(de)軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)工藝(yi)規程：粗軋(ya)(ya)(ya)累(lei)積壓下率在(zai)55％左右(you)，精(jing)(jing)軋(ya)(ya)(ya)累(lei)積壓下率在(zai)66％左右(you)，粗軋(ya)(ya)(ya)開軋(ya)(ya)(ya)溫(wen)度控(kong)(kong)制(zhi)在(zai)約1050℃，精(jing)(jing)軋(ya)(ya)(ya)開軋(ya)(ya)(ya)溫(wen)度控(kong)(kong)制(zhi)在(zai)950℃以下，軋(ya)(ya)(ya)后采用(yong)層(ceng)流冷卻至650℃左右(you)。軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)實驗(yan)(yan)(yan)表明，控(kong)(kong)制(zhi)軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)可有效細化(hua)熱(re)軋(ya)(ya)(ya)后的(de)(de)NM360實驗(yan)(yan)(yan)鋼(gang)組(zu)織，為(wei)后續熱(re)處理加熱(re)工藝(yi)得(de)到較為(wei)細化(hua)的(de)(de)奧(ao)氏體組(zu)織提(ti)供了條件。
(4)針對NM360實驗(yan)鋼(gang)(gang)離線熱處理(li)工藝(yi)，研究(jiu)了淬火(huo)(huo)(huo)(huo)、回火(huo)(huo)(huo)(huo)工藝(yi)參數(shu)對兩種成分(fen)實驗(yan)鋼(gang)(gang)力學性(xing)(xing)(xing)能和組(zu)織的影響(xiang)規律。研究(jiu)表明，實驗(yan)鋼(gang)(gang)在900℃～930℃溫度區間(jian)淬火(huo)(huo)(huo)(huo)后(hou)實驗(yan)鋼(gang)(gang)硬度均達到NM360標準要求；回火(huo)(huo)(huo)(huo)溫度對實驗(yan)鋼(gang)(gang)的性(xing)(xing)(xing)能影響(xiang)較大，在300～400℃回火(huo)(huo)(huo)(huo)發生回火(huo)(huo)(huo)(huo)脆性(xing)(xing)(xing)現象(xiang)，大于400℃回火(huo)(huo)(huo)(huo)時(shi)，隨(sui)著(zhu)回火(huo)(huo)(huo)(huo)溫度提(ti)高(gao)強度下降，塑性(xing)(xing)(xing)和低溫沖擊韌(ren)性(xing)(xing)(xing)提(ti)高(gao)。隨(sui)著(zhu)回火(huo)(huo)(huo)(huo)溫度的提(ti)高(gao)，實驗(yan)鋼(gang)(gang)回火(huo)(huo)(huo)(huo)組(zu)織相應為回火(huo)(huo)(huo)(huo)馬(ma)氏(shi)(shi)體、回火(huo)(huo)(huo)(huo)屈氏(shi)(shi)體及(ji)回火(huo)(huo)(huo)(huo)索(suo)氏(shi)(shi)體組(zu)織。
同(tong)時，分析(xi)還表明，成分較(jiao)(jiao)高(gao)的實(shi)驗鋼同(tong)比成份較(jiao)(jiao)低(di)的實(shi)驗鋼，滿(man)足NM360標準要求的熱處理回(hui)火溫(wen)度區間較(jiao)(jiao)大，為200～300℃。
(5)結(jie)合實驗(yan)(yan)鋼使用(yong)性能要(yao)(yao)求(qiu)，研究分析了滿足(zu)NM360性能標(biao)準要(yao)(yao)求(qiu)的(de)實驗(yan)(yan)鋼拉(la)伸斷口情況。從實驗(yan)(yan)結(jie)果可(ke)以看出，實驗(yan)(yan)鋼斷口均為典型的(de)韌窩斷口，韌窩比較(jiao)均勻(yun)清(qing)晰，且大部(bu)分呈現(xian)沿晶(jing)斷裂狀態；對斷口夾(jia)雜物(wu)的(de)能譜分析表明，夾(jia)雜物(wu)主(zhu)要(yao)(yao)為S、O、A1及(ji)稀(xi)有(you)元素Ce，主(zhu)要(yao)(yao)為冶(ye)煉殘留所(suo)致，為此，在實際生產過(guo)程(cheng)中(zhong)應嚴格控制其冶(ye)煉過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)脫S、O、Al及(ji)夾(jia)雜物(wu)的(de)帶入。
(6)針對熱(re)處理回(hui)火工藝對實(shi)驗(yan)鋼(gang)性能的影響規(gui)律，建立了實(shi)驗(yan)鋼(gang)回(hui)火硬度(du)(H)與回(hui)火溫度(du)(T)及回(hui)火時間(t)的函數(shu)關系，并得到(dao)了P曲(qu)線(xian)。從P曲(qu)線(xian)可以看出，兩實(shi)驗(yan)鋼(gang)P曲(qu)線(xian)均是一條單值、單調(diao)函數(shu)曲(qu)線(xian)，為該類鋼(gang)實(shi)際生產應用(yong)過(guo)程(cheng)的回(hui)火工藝制定(ding)提供了參考。
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