论文摘要
高锰钢在水韧处理后组织为单一的奥氏体,它具有冲击韧性比较高的特点,一般情况下很少发生脆性断裂。它具有耐磨的特性,在强冲击条件下,表层迅速产生加工硬化,硬度达到500HB-700HB。所以,被广泛应用于承受冲击较大的零部件上,如履带板、颚式破碎机的颚板、挖掘机的斗齿、球磨机衬板等。合金化是提高奥氏体钢耐磨性的有效途径之一。国内外的研究趋势是在传统的高锰钢上加入Cr、Mo等合金元素对奥氏体进行强化以增强其形变硬化能力,从而提高其耐磨性能。而对微合金化高锰钢的组织和性能研究较少,本文则针对该方向进行研究,具有一定的理论意义和现实意义。本文研究的微合金化高锰钢是一种新型的耐磨钢铁材料,它是在常规的高锰钢基础上适当加入微合金元素硼、铬、稀土而获得的。本研究的分析试样均取自现场生产铸件（球磨机筒部衬板、颚式破碎机鄂板、推土机铲刃）,并采用不同的水韧处理工艺,分析比较各种条件下的材料组织和耐磨性。具体研究内容有：（1）热处理工艺对颚式破碎机鄂板,球磨机衬板,推土机铲刃等铸件耐磨性的影响；（2）加入铬及硼等微合金元素高锰钢的流动性、线收缩、金相组织、硬度、冲击韧性的测定与研究；（3）分析具有新鲜磨损表面的零件残体,判断零件磨损类型及分析失效原因。本文通过将实验室的研究与实际使用零件的磨损过程结合起来,具有一定的理论意义和现实意义。实验结果表明：1.经过微合金化后的高锰钢铸件,其耐磨性能得到了提高,与普通高锰钢铸件相比,微合金化高锰钢鄂板寿命提高了2.3倍；球磨机衬板寿命至少提高了0.2倍；铲刃寿命提高0.3倍；2.微合金化元素B、Cr、RE改善了高锰钢的组织和性能,是颚式破碎机鄂板,球磨机衬板,推土机铲刃寿命提高的主要原因。3.不同的热处理工艺对高锰钢的冲击韧性和韧脆转变温度有很大影响,1080℃水韧处理时,微合金化高锰钢的韧脆转变温度为-40℃；1050℃水韧处理时韧脆转变温度为0℃；3.通过透射电镜分析可知,水韧处理后微合金化高锰钢的组织为奥氏体和合金碳化物。碳化物以（Fe,Cr）3C,（Fe,Mn）3C或者（Fe,Cr,Mn）3C结构存在；而硼化物在晶界上以M23（C,B）6形式析出。
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摘要ABSTRACT附表A第1章 绪论1.1 高锰钢的发展历史1.1.1 传统高锰钢1.1.2 高锰钢的研究状况1.2 高锰钢的化学成分1.2.1 高锰钢的化学成分标准1.2.2 高锰钢的化学成分对组织和性能的影响1.3 高锰钢的组织和性能1.3.1 高锰钢的组织1.3.1.1 铸态组织1.3.1.2 水韧组织1.3.1.3 加工硬化组织1.3.2 高锰钢的性能1.3.2.1 高锰钢的加工硬化1.3.2.2 高锰钢的力学性能1.3.2.3 高锰钢的铸造性能1.4 高锰钢的热处理1.4.1 水韧处理温度1.4.2 水韧处理保温时间1.5 高锰钢的合金化1.5.1 合金化的目的1.5.2 合金化的方法1.6 高锰钢衬板的应用和发展1.6.1 国外衬板材料的发展概况1.6.2 国内衬板材料的研究发展1.7 本文研究的内容、目的和意义1.7.1 研究目的、意义1.7.2 研究内容第2章 试验材料及方法2.1 微合金化高锰钢铸件的化学成分2.2 微合金化高锰钢的热处理工艺2.3 试验方法2.3.1 铸造2.3.2 性能测试和金相组织观察2.3.3 废件取样分析第3章 实验结果及分析3.1 微合金化高锰钢的铸造性能3.1.1 流动性3.1.2 线收缩3.2 热处理工艺对微合金化高锰钢组织和力学性能的影响3.2.1 鄂式破碎机鄂板3.2.1.1 材料的金相组织3.2.1.2 材料的力学性能3.2.2 球磨机衬板3.2.2.1 材料的金相组织3.2.2.2 材料的力学性能3.2.3 推土机铲刃3.2.3.1 材料的金相组织3.2.3.2 材料的力学性能3.3 影响微合金化高锰钢力学性能的因素3.3.1 铬、硼、稀土元素对高锰钢力学性能的影响3.3.2 水韧处理工艺对微合金化高锰钢力学性能的影响3.4 微合金化元素在高锰钢中的存在形式及分布第4章 微合金化高锰钢铸件的磨损分析4.1 磨损机理介绍4.1.1 冲击磨损4.1.2 磨料磨损4.2 微合金化高锰钢鄂板的主要失效形式4.2.1 宏观断裂4.2.2 磨料磨损4.2.3 脆性相剥落4.2.4 宏观剥落4.3 微合金化高锰钢鄂板磨损形貌分析4.4 微合金化高锰钢耐磨性的探讨第5章 结论参考文献致谢发表论文
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