改性纳米TiN粉末对ZGMn18Cr2微观组织和力学性能的影响.pdf

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1、May2012铸造VO1．61NO．5FOUNDRY·471·改性纳米TiN粉末对ZGMn18Cr2微观组织和力学性能的影响喻惠武，王文焱1，谢敬佩，周平安，李炎，王嘉希，张芬红，邵星海(1．河南科技大学，河南洛阳471003；2．中国农机研究院，北京100083；3．河南大学，河南开封475004；4．合肥开尔纳米能源科技股份有限公司，安徽合肥230088)摘要：在生产条件下，采用氩气吹入法制备了改性纳米TiN粉末强化ZGMn18Cr2样品。研究了不同纳米TiN添加量对ZGMnl8Cr2样品显微组织和力学性能的影响。结果表明：经改性纳米TiN粉末强化处理后的超高锰钢的组

2、织明显细化；当TiN加入量为0．03％时，硬度和冲击吸收功分别提高了6．0％和14％。SEM和TEM分析表明，TiN以微米级和纳米级的颗粒存在于奥氏体基体中，起到了细化晶粒，强韧化基体的作用。关键词：纳米TiN粉体；超高锰钢；力学性能；微观组织中图分类号：TG142．72文献标识码：A文章编号：1001—4977(2012)05—0471—03ResearchontheMicrostructureandMechanicalPropertiesofZGMnl8Cr2StrengthenbyModifiedTiNNano—PowdersYUHui-WU，WANGWen—yan

3、，XIEJing—pei，ZHOUPing—an，LIYan，WANGJia—xi，ZHANGFen—hong4，SHAOXing—hai(1．HenanUniversityofScienceandTechnology，Luoyang471003，Henan，China；2．ChineseAgriculturalMachineyInstitute，Beijing100083，China；3．HenanUniversity,Kaifeng475004，Henan，China；4．HefeiKaierNanometerEnergy&TechnologyCo．，Ltd．，Hef

4、ei230088，Anhui，China)Abstract：TheZGMn18Cr2samplesreinforcedbysurfacemodifiedTiNnano—powderswerepreparedunderindustrialconditionsbyargonmethod．ThemechanicalpropertiesandmicrostructureofZl8Cr2sampleswithdiferentcontentsofTiNnano—powderswereinvestigated．Theresultsshowthatthemicrostructureofs

5、uperhighmanganesesteelstrengthenbymodifiedTiNnano．powderswasrefinedobviously：with0．03％TiNaddition．thehardnessandimpactabsorbingenergywereincreasedby6．0％and14％．respectively．SEMandTEManalysesshowthatthemicronandnanoTiNparticlesexistinausteniticmatrix，whichrefinegrainsandstrengthenthematrix．

6、Kwords：TiNnano—powders；superhighmanganesesteel；mechanicalproperties；microstructure高锰钢因具有生产工艺简单、生产成本低以及良点阵的氯化钠晶体结构同，具有高强度、高硬度、优良好的加工硬化能力等特点，被广泛用于制造冶金、矿的导热性以及很高的化学稳定性和抗氧化性等特点。山、建材、农机等工业部门所使用的耐磨件[1_3】。但对本研究采用改性纳米TiN粉末作为变质剂，试验材料为于厚大断面工件，高锰钢水韧化处理后内部常出现大ZGMnl8Cr2，在生产条件下制备不同纳米TiN含量的块碳化物而严重降低其使用性

7、能，低温条件下常出现ZGMnl8Cr2试样，研究了添加改性纳米TiN对脆断现象[4]，为了进一步提高高锰钢的加工硬化能力，ZGMnI8Cr2显微组织和力学性能的影响。改善在低温条件下的使用性能，人们在现有高锰钢的1试验基础上，通过适当提高锰含量，研制出了超高锰钢。近年来纳米材料作为变质剂被引入到钢铁的冶炼试验用TiN粉末的粒径为30～60n／／1，并经表面改性过程中[5]。利用纳米材料作为变质剂来改善超高锰钢的处理。原材料ZGMn18Cr2，采用中频感应电炉熔炼，性能是一个新发展方向，对于铸造材料技术革新具有其间加入铬铁等原料