热处理对碳化物颗粒增强合金钢组织及力学性能的影响--《沈阳工业大学》2014年硕士论文
热处理对碳化物颗粒增强合金钢组织及力学性能的影响
【摘要】：矿用截齿是安装在采煤机前端与煤层直接接触的使煤层破碎和脱落的常用部件，由于与煤层和沙土等环境直接接触，受到冲击载荷较大，磨损消耗量巨大。为提高截齿材料的高耐磨性和冲击韧性，普通单一的钢铁材料难以满足实际需要。而颗粒增强钢基复合材料结合了硬质相颗粒与钢基体的性能优点，具有很广泛的应用前景。本课题选用40CrNi2Mo钢做为基体材料。由于40CrNi2Mo经淬火和高温回火后洛氏硬度和冲击韧性均高较，且在高速冲击下难形成绝对的剪切带，力学性能良好。在该基体中添加与碳钢润湿性良好且自身硬度高耐磨性好的WC颗粒制成耐磨复合材料，应用于截齿制造。利用不同的检测分析方法对不同热处理后复合材料的显微组织以及WC增强相在复合材料中的分布进行了观察和分析，考察WC增强相不同加入量的复合材料经不同热处理工艺后的耐磨性能及其他力学性能。并与目前所用的挖煤机截齿材料作对比。
研究发现：铸态的WCp/40CrNi2Mo复合材料显微组织中珠光体含量较多，存在少量网状碳化物，成分存在少量偏析，W元素分布较均匀；随着WCp陶瓷相含量的增加，复合材料组织细小，淬火及回火处理可消除成分的偏析，组织中铁素体短板条束基体骨架之间均匀分布着碳化物颗粒；复合材料的硬度随着回火温度的升高而下降，当添加的陶瓷相为2%(wt%)和5%(wt%)时，在180℃回火时硬度可达HRC51和HRC47，随着回火温度升高硬度降低；当添加的陶瓷相为8%(wt%)时，在220℃回火时硬度可达HRC43，而低温和高温回火均使硬度下降；材料的耐磨性不完全取决于材料的硬度；添加陶瓷相为8%(wt%)的复合材料经220℃回火后耐磨性最好，耐磨性分别比现有两种截齿材料提高37.3%和14.7%。
【关键词】：
【学位授予单位】：沈阳工业大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2014【分类号】：TG156;TB333【目录】：
摘要5-6Abstract6-9第一章 绪论9-21 1.1 材料的磨损9-11
1.1.1 磨损定义及分类9
1.1.2 耐磨材料性能与用途9-11 1.2 几种耐磨复合材料11-13
1.2.1 金属基耐磨复合材料11-12
1.2.2 钢基耐磨复合材料12-13 1.3 耐磨复合材料研究进展13-15
1.3.1 国内外耐磨复合材料研究进展13-14
1.3.2 耐磨复合材料制备工艺的发展14-15 1.4 钢基复合材料的热处理15-19 1.5 课题的提出及意义19-21第二章 实验材料、设备及方法21-29 2.1 前言21-23 2.2 实验材料23-24 2.3 实验设备24 2.4 复合材料的制备方法24-26 2.5 热处理工艺26 2.6 复合材料组织观察与性能检测26-29
2.6.1 组织形貌观察与成分分析26-27
2.6.2 耐磨性能分析27-29第三章 实验结果及分析29-53 3.1 复合材料铸态显微组织及成分分析29-32
3.1.1 复合材料铸态组织29-32
3.1.2 复合材料铸态成分分布32 3.2 热处理对 WCp/40CrNi2Mo 复合材料显微组织的影响32-43
3.2.1 退火对 WCp/40CrNi2Mo 复合材料显微组织的影响32-34
3.2.2 淬火和回火对 WCp/40CrNi2Mo 复合材料组织的影响34-43 3.3 热处理对 WCp/40CrNi2Mo 复合材料硬度的影响43-47 3.4 热处理对 WCp/40CrNi2Mo 复合材料耐磨性的影响47-53
3.4.1 磨损失重分析47-50
3.4.2 磨损形貌分析50-53第四章 结论53-54参考文献54-57在学研究成果57-58致谢58
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题名: 高强塑积合金钢及其热处理工艺;
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