中碳高硼铁基耐磨合金组织与性能的研究

论文摘要

本论文研究了在碳含量约0.4%、含硼量0.5～3.0%变化的高硼铁基合金的铸态凝固组织和性能,并对合金在950℃、1000℃、1050℃奥氏体化淬火+200℃回火热处理后的组织、物相组成和性能进行了研究。最后在ML—10销盘式磨损实验机、MLD-10动态冲击磨损实验机上进行磨损试验,考察在不同磨损条件下（二体磨损和三体磨损）合金的耐磨性能,分析了不同工况下合金的磨损机理。试验结果表明:随着含硼量的增加,中碳高硼铁基合金的硼碳化合物体积分数呈y=7.078e0.822x指数曲线变化;奥氏体化温度对硼含量小于1.5%的合金影响比较大,在1050℃奥氏体化时出现了明显的针状马氏体。而对于硼含量大于1.5%的合金影响比较小,基体组织仍保持板条马氏体;在二体磨粒磨损的条件下,当硼含量小于1.5%时,高硼铁基合金的耐磨性与高铬铸铁相当,而硼含量超过1.5%时,高硼铁基合金的耐磨性明显大于高铬铸铁,含硼量越高,高硼铁基合金的耐磨性越高;在三体动载磨损试验条件下,硼含量低于2.0%的高硼铁基合金的耐磨性优于高铬铸铁,而硼含量大于2.0%的高硼铁基合金的耐磨性比高铬铸铁稍差。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 耐磨材料在经济建设的作用
• 1.1.1 研究和发展耐磨材料的意义
• 1.1.2 耐磨业在我国经济建设中的地位
• 1.2 耐磨材料研究的现状及分析
• 1.2.1 耐磨合金钢
• 1.2.2 耐磨合金铸铁
• 1.3 高硼铁基合金研究现状
• 1.4 本科题研究的目的及其意义
• 1.5 本研究论文的主要内容
• 第二章 合金的试验内容及方法
• 2.1 合金的熔炼和试样制备工艺
• 2.1.1 原材料的化学成分
• 2.1.2 合金的熔炼过程
• 2.1.3 试样的制备及化学成分分析方法
• 2.2 合金的热处理实验内容
• 2.2.1 试样热处理工艺
• 2.2.2 热处理后的组织观察及性能实验方法
• 2.3 磨损试验方法及设备
• 2.3.1 金属材料耐磨性能的评定
• 2.3.2 实验所采用的对比试样
• 2.3.3 ML-10型销盘式磨粒磨损试验机
• 2.3.4 MLD-10型动载磨料磨损试验机
• 2.3.5 磨损实验过程
• 2.4 本章小结
• 第三章 合金的铸态组织及性能
• 3.1 合金的凝固过程分析
• 3.1.1 Fe—B二元相图分析
• 3.1.2 Fe—B—C三元相图分析
• 3.1.3 合金元素对相平衡的影响
• 3.2 合金的凝固组织观察及分析
• 3.2.1 合金铸态组织观察及分析
• 3.2.2 合金铸态物相分析
• 3.2.3 硼、碳含量对硼碳化合物体积分数的影响
• 3.3 合金的铸态性能
• 3.4 本章小结
• 第四章 热处理后合金的组织与性能
• 4.1 合金热处理后的组织观察及分析
• 4.1.1 950℃奥氏体化淬火+200℃回火的组织观察
• 4.1.2 1000℃奥氏体化淬火+200℃回火的组织观察
• 4.1.3 1050℃奥氏体化淬火+200℃回火的组织观察
• 4.1.4 奥氏体化温度对合金淬火组织的影响
• 4.2 合金热处理后的物相分析
• 4.3 合金热处理后的力学性能
• 4.4 本章小结
• 第五章 中碳高硼铁基合金耐磨性的试验研究
• 5.1 二体磨粒磨损实验结果及分析
• 5.2 二体磨粒磨损的磨损面形貌及磨损机制探讨
• 5.3 三体磨粒磨损实验结果及分析
• 5.4 三体磨粒磨损的磨损面形貌及磨损机制探讨
• 5.4.1 高铬铸铁对比材料的磨损机制
• 5.4.2 中碳高硼铁基合金磨损面形貌及磨损机制探讨
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的论文
• 致谢