热轧辊用高镍铬钼铸铁的变质处理及合金化研究

论文摘要

采用自制稀土-低熔点合金复合变质剂对高镍铬钼铸铁进行变质处理,研究变质剂对铸铁组织与性能的影响,探讨其变质机理；研究镍及微合金化对变质高镍铬钼铸铁组织与性能的影响；研究滑动摩擦实验条件下,基体组织、载荷及滑动速度对变质处理后的高镍铬钼铸铁耐磨性的影响。研究结果表明：（1）变质处理使高镍铬钼铸铁铸态组织细化,并使网状碳化物产生一定程度的断网孤立化,呈现短链状形态,碳化物体积含量减少；变质处理后高镍铬钼铸铁的铸态硬度提高6HRC、冲击韧性提高24%。（2）加Ni3.8%时,变质高镍铬钼铸铁的硬度和冲击韧性达到良好匹配,冲击韧性9J/cm2,硬度58HRC；微合金元素Nb、Ti的添加有利于变质高镍铬钼铸铁硬度的提高,Nb、Ti复合添加有利于提高冲击韧性；热处理工艺：850℃×1.5h+330℃×2h空冷,可以明显提高变质高镍铬钼铸铁的冲击值及硬度值,有利于其综合力学性能的提高。（3）变质处理提高了高镍铬钼铸铁的耐磨性；滑动摩擦实验显示,在所选择的载荷及滑动速度条件下,贝氏体基体的变质高镍铬钼铸铁耐磨性优于奥氏体基体的耐磨性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 高Ni-Cr-Mo铸铁轧辊概述
• 1.1.1 高Ni-Cr-Mo铸铁轧辊的铸态组织
• 1.1.2 化学成分高Ni-Cr-Mo铸铁轧辊组织与性能的影响
• 1.1.3 高Ni-Cr-Mo铸铁轧辊的热处理
• 1.2 微合金化和变质处理
• 1.2.1 微合金化
• 1.2.2 变质处理
• 1.3 耐磨性
• 1.3.1 材料的耐磨性及其评价方法
• 1.3.2 工作参数及环境因素对耐磨性的影响
• 1.3.2.1 载荷
• 1.3.2.2 速度
• 1.3.2.3 温度
• 1.3.3 材料本身特性对耐磨性的影响
• 1.3.3.1 基体组织
• 1.3.3.2 碳化物
• 1.5 选题意义及研究内容
• 1.5.1 选题意义
• 1.5.2 研究内容
• 第二章 实验材料及实验方法
• 2.1 实验原料
• 2.2 实验合金铸件制备
• 2.3 实验设备及组织性能分析
• 2.3.1 热处理设备
• 2.3.2 硬度测试
• 2.3.3 冲击测试
• 2.3.4 磨损实验
• 2.3.5 金相观察
• 2.3.6 扫描电镜及能谱分析
• 2.3.7 碳化物含量分析
• 2.3.8 差热分析
• 2.3.9 X射线衍射分析
• 第三章 变质处理对高镍铬钼铸铁组织性能的影响
• 3.1 变质处理对高镍铬钼铸铁铸态组织的影响
• 3.1.1 组织分析
• 3.1.2 变质机理分析
• 3.1.2.1 关于异质形核
• 3.1.2.2 关于元素表面富集
• 3.1.2.3 关于表面活性元素表面吸附
• 3.2 变质处理对高镍铬钼铸铁热处理态组织的影响
• 3.3 变质处理对高镍铬钼铸铁力学性能的影响
• 3.4 本章小结
• 第四章 合金化对变质高镍铬钼铸铁组织与性能的影响
• 4.1 镍含量对变质高镍铬铝铸铁组织性能的影响
• 4.1.1 镍含量对变质高镍铬钼铸铁铸态组织与性能的影响
• 4.1.2 不同镍含量变质高镍铬钼铸铁热处理制度探索
• 4.2 微合金化对变质高镍铬钼铸铁组织性能的影响
• 4.2.1 微合金化对变质高镍铬铝铸铁组织的影响
• 4.2.2 微合金化对变质高镍铬钼铸铁铸态力学性能的影响
• 4.2.3 微合金化对变质高镍铬铝铸铁热处理态力学性能的影响
• 4.3 本章小结
• 第五章 高镍铬钼铸铁的耐磨性能研究
• 5.1 变质处理对高镍铬钼铸铁的耐磨性影响
• 5.1.1 变质处理对高镍铬钼铸铁滑动摩擦系数的影响
• 5.1.2 变质处理对高镍铬钼铸铁磨粒磨损量的影响
• 5.2 变质高镍铬钼铸铁的滑动磨损研究
• 5.2.1 摩擦系数
• 5.2.2 摩损率
• 5.2.3 摩擦表面形貌
• 5.3 本章小结
• 第六章 结论
• 文献引用
• 致谢
• 攻读硕士学位期间主要研究成果