新型团球状共晶体奥氏体贝氏体钢

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1、新型团球状共晶体奥氏体贝氏体钢及其抗冲击磨料磨损特性许振明　姜启川　蔡英文　何镇明(西北工业大学)　　(吉林工业大学)摘　要　研究了新型钢的化学成分、组织结构、力学性能，重点考察了其冲击磨料磨损特性。结果表明，在中、低冲击工况下团球状共晶体能奥—贝钢(Austenite-BainiteSteelwithNodularEutectics，简称ABNE钢)的耐磨性均优于奥—贝钢、奥—贝球铁、团球状碳化物中锰钢，主要原因是在磨损过程中团球状共晶体能有效地减轻磨料侵入深度和阻碍微切削的作用，同时奥—贝基体具有足够的强韧性，以使冲击形成的挤压唇能承受更多的塑

2、性变形而不脱落。关键词　团球状共晶体　奥—贝钢　耐磨性NEWAUSTENITE-BAINITESTEELWITHNODULAREUTECTICSANDITSIMPACTABRASIVEWEARRESISTANCEXUZhenming　JIANGQichuan　CAIYingwen(NorthwesternPolytechnicalUniversity)　HEZhenming(JilinUniversityofTechnology)ABSTRACT　Chemicalcomposition,microstructure,mechenicalpropert

3、iesandbehaviourtoresistimpactabrasivewearofanewaustenite-bainitesteelwithnodulareutectics(abbreviatedasABNEsteel)havebeeninvestigated.TheresultsshowthatABNEsteelpossesseshigherwearwithnodularcarbidesunderlowandmediumimpactworkingcondition,sincethenodulareutecticeffectivelyallev

4、iatestheintrusionofabrasivesintowornsurfaceandmicrocuttingbyabrasivesonwornsurfaceandaustenite-bainitematrixstructurehashighyieldstrength,hightoughnessandhighstrain-hardeningability,whichcanmakeextrudedlipbearmoreplasticdeformationandnottofail.KEYWORDS　nodulareutectic,austenite

5、-bainitesteel,wearresistance　　抗磨白口铸铁因其含有高硬度的碳化物而具有高的抗磨性，但最突出的缺点就是脆性问题，限制了其应用范围［1，2］。奥—贝钢［3，4］由于贝氏体的高强度与奥氏体的优异韧性和应变强化能力，具有高的屈服强度和韧性及优异的耐磨性，但依靠强韧奥—贝组织来抗磨，而无硬质相碳化物(或共晶体)的存在，对抗磨能力的提高是有限的。本文采用锰、硅元素进行合金化，通过变质、正火处理获得了一种新型团球状共晶体奥—贝抗磨钢，解决了在耐磨材料研究中存在的强韧性与耐磨性之间的矛盾，并具有工艺简单、成本低廉、高耐磨等特点，在中、低

6、冲击工况下是一种比较理想的抗磨材料。1　实验方法　　试验钢的化学成分见表1。采用5kg中频感应电炉，不氧化法熔炼，当温度达1　600℃时，插铝脱氧出钢，在包中加入复合变质剂进行变质处理，砂型浇铸，随后将铸件进行870℃奥氏体化，保温40min，空冷，然后加工成检测力学性能所需试样。通过改变化学成分及变质剂加入量获得含共晶体和贝氏体不同组织的铸件作为耐磨试样。采用光镜、VIDAS图象分析仪、透射电镜和扫描电镜进行组织分析及磨损形貌观察。在ML—10动载荷冲击磨损试验机上进行磨损试验，试样尺寸：10mm×10mm×25mm，磨料为1.6～2.3mm水洗石

7、英砂，冲击功分别为0.5、1.0、1.5和2.0J。表1　ABNE钢的化学成分及力学性能Table1　ChemicalcompositionandmechanicalpropertiesofABNEsteel化学成分/%力学性能CSiMnS、Pσb/MPaKⅠc/MPa*m1/2aK/J*cm-2HRC0.80～1.501.00～2.503.50～5.00≤0.03800～97034～3715～3540～502　实验结果及讨论2.1　ABNE钢的组织与力学性能　　图1(a)为采用复合变质剂对只含有锰、硅合金的钢液进行变质处理后，在铸态下获得大量弥散分

8、布的共晶体(团球状颗粒)和正火条件下获得的奥—贝组织。图1(b)为团球状共晶体在透射电镜下的形貌，经电子衍射