可行性报告拟提交

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1、广西科学研究与技术开发计划课题可行性报告一、课题申请理由（一）课题的必要性和紧迫性钢铁行业直接影响着国民经济的发展与运行，是一个国家工业发展的基础行业。随着经济的不断发展，我国已经成为一个钢铁大国。2010年我国粗钢产量迖到了62665万吨，同比09年增长了9.26%,钢材产量已迗到79627万吨，同比增长14.68%［1:。磨损是材料失效的主要形式之一，材料失效导致设备的损坏不仅会造成严重的经济损失，还有可能导致灾难性的后果［2'3］。资料显示，磨损造成了世界一次能源损失迗三分之一，我国尽管说是个钢铁大国，但是消耗世界钢材量超过30%，仅磨料磨

2、损每年消耗的金属耐磨材料就迖到了三百多万吨［4］;仅摩擦磨损，美国每年就造成1000亿美元的损失，而我国也迗到了国民生产总值的1.8%［5］。材料因磨损而失效，会导致生产成本的提高和维护费用的增加。提高材料的耐磨性能，可以提高生产效率、降低生产成本、节约资源和能源，具有重要的工程应用价值和经济意义。因此，我们有必要研究更好的高性能耐磨钢种。耐磨钢［6］是广泛应用于各种磨损工况的一类合金钢的总称，100余年来新的耐磨铸钢钢种层出不穷，其冶炼、铸造、热处理和机加工工艺不断改进，耐磨铸钢的综合力学性能、耐磨性能和使用寿命逐步提高，其应用领域也不断地得到

3、拓展。目前广泛应用的耐磨材料主要有三大类：①高锰钢；②白口铸铁；③低合金钢。高锰钢是传统的耐磨材料，英国Hadfield在1882年9月发明了耐磨高锰钢［7］。高锰钢的奥氏体组织在强烈冲击或重力挤压的工况条件下，其奥氏体组织转变为层错孪晶强化的马氏体，使表面迅速硬化，硬度从11B170〜225提高到HB5⑻〜800，而心部依然保持原有的硬度和韧性，因而广泛应用于冲击磨损的工件。我国在20世纪50〜60年代几乎把高锰钢作为一种万能的耐磨材料使用［8］，但在实践过程中发现，高锰钢的起始硬度低，如果在使用中不能发生加工硬化，就无法发挥高锰钢潜在的耐磨能

4、力，表现得非常的不耐磨。高锰钢的另一个缺点是屈服强度低(350MPa),在使用过程中极易发生塑变，造成工件的尺寸超差以及维修的不便［9H1］，因此，在许多领域高锰钢已逐渐被其它耐磨材料所代替。白口铸铁的起源可以追溯到2500多年前人类进入铁器时代初期[13-15]铸出的锛和铲U2j。白口铸铁中的碳以渗碳体形态存在的铸铁，其断面为灰白色。是一种良好抗磨材料，在磨料磨损条件下工作。目前，国内外对白口铸铁的研究主要分为普通白口铸铁、低合金白口铸铁、高合金白口铸铁等。普通白口铸铁的组织主要为渗碳体组织和珠光体与铁素体的基体组织，由于渗碳体的显微硬度较高(

5、900-1100HV)，提高了铸件的宏观硬度起到提高耐磨性的作用。在普通白口铸铁中添加合金元素促进了铸态组织中石墨的析出以及可以形成合金与碳的化合物，石墨可以作为润滑剂在铸件工作过程中降低摩擦系数减小磨损；合金碳化物的显微硬度相对渗碳体较高，提高了宏观硬度但是，它存在着合金元素含量多，生产成本高，以及高温热处理易变形和开裂的不足。低合金白口铸铁是在普通白口铸铁中添加少量合金元素，提高碳化物显微硬度，强化金属基体，从而提高耐磨性。但是低合金白口铸铁存在碳化物呈连续状分布，脆性大和使用中易剥落甚至断裂的不足［16］。高合金白口铸铁用得最广泛的是含铬量

6、为12%〜20%的高铬白口铸铁，但是价格过于昂贵，限制了它的使用量。相比于高锰钢和白口铸铁，低合金耐磨钢具有诸多优点：(1)合金含量较低，一般低合金钢为3%—5%。所加合金元素为国内资源丰富元素，如Cr、St、Mn、B、RE等，而少含或不含贵重稀缺元素Ni,Mo,易于推广应用，经济合算。（2）具有较高硬度，足够韧性的综合性能。在硬度大于50HRC的情况下，韧性值可迗20-40J/cm2，可在较大范围内控制硬度和韧性的匹配关系，在各类磨料磨损工况均可获得较好的耐磨性。（3）具有良好淬透性，适当调整合金元素，可使不同尺寸工件淬透，也为空冷淬硬简化热处

7、理工艺提供条件。（4）生产灵活易行。视工厂条件，可铸、可铬、也可轧制生产。（5）价格相对低廉，经济效益较高[17]因此可见，低合金耐磨钢是很有发展前途的一类耐磨材料，生产成本低，具有良好的综合性能，即较好的耐磨性和良好的强韧性相匹配。开发新型低合金耐磨钢，不仅符合国家节能减排的指导精神，更具有现实意义。（二）课题的意义贝氏体组织具有高的强韧性和耐磨性，是一种很好的抗磨材料组织结构［18］。自从20世纪30年代贝氏体相变理论的先驱Danernport和E.C.Bain在研究奥氏体于马氏体形成温度和珠光体形成温度之间冷却转变时，发现奥氏体分解产生后来

8、被命名为贝氏体的中温转变产物后，迄今为止，贝氏体相变理论的研究已有80多年历史，相关基础研究之所以持续长久：一是因为贝氏体相变理论自身的