回火溫度與鈦含量對低合金耐磨鋼組織及性能的影響

目前，很多設(shè)備由于磨損而導(dǎo)致失效，造成設(shè)備和器材大量浪費(fèi)，所以耐磨材料的開發(fā)很有必要。低合金耐磨鋼由于具有良好的耐磨性能在礦山、煤炭、水泥、運(yùn)輸?shù)饶p特別嚴(yán)重的行業(yè)得到廣泛的使用。低合金耐磨鋼不僅要有較高的強(qiáng)度及硬度，同時要有較高的塑韌性，以達(dá)到較高的抗磨損性能。通過對含Ti耐磨鋼的研究發(fā)現(xiàn)，Ti元素能顯著提高鋼的硬度和耐磨性。關(guān)于沖擊條件耐磨鋼的磨損和變形行為的影響研究表明，鋼中碳化物的強(qiáng)化效果優(yōu)于馬氏體，但是會大大提高鋼的脆性和裂紋的產(chǎn)生，從而影響鋼的耐磨性。所以細(xì)化鋼的碳化物有利于鋼的耐磨性，同時可減緩粗大的碳化物導(dǎo)致的脆性和裂紋的產(chǎn)生。

有研究者研究了化學(xué)成分及組織對淬火耐磨鋼耐磨損性能的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)如果材料表層太脆，磨損速度增加較快，而接觸表面有一定的硬度與充分的韌性有利于提高材料的耐磨性。低合金耐磨鋼經(jīng)過淬火及在適當(dāng)溫度進(jìn)行回火熱處理，既能提高鋼的強(qiáng)度和耐磨性，又可提高鋼的塑韌性，降低在使用過程中的開裂問題。武漢科技大學(xué)的研究者對兩種不同Ti含量的低合金耐磨鋼進(jìn)行淬火及不同溫度回火熱處理，研究熱處理溫度對實(shí)驗(yàn)鋼沖擊功、強(qiáng)度、耐磨性能及組織與析出相影響。

實(shí)驗(yàn)采用50kg真空中頻感應(yīng)爐冶煉，澆鑄成鋼錠，將鋼錠在1250℃保溫1h，在1050℃進(jìn)行粗軋，950℃進(jìn)行精軋，最終軋制成12mm厚的板材，經(jīng)層流冷卻至450℃空冷。

然后將熱軋板重新加熱進(jìn)行淬火與回火熱處理，淬火溫度為870℃，保溫20min后采用水淬處理?；鼗饻囟确謩e為160、190、220、250、300、350、400、450、500和540℃等，回火時間：190～350℃的回火時間為100min，400～500℃的回火時間為60min，然后空冷，將回火鋼板加工成標(biāo)準(zhǔn)沖擊試樣，尺寸為10mm×10mm×55mm，Chapy-V型缺口，沖擊試驗(yàn)溫度為-20℃。力學(xué)性能測試依據(jù)GB/T228.1-2010，獲得屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和伸長率。借助Nova-NanoSEM400/JEOL2100TEM分析回火組織及析出相；借助維氏硬度計測試硬度值。試驗(yàn)結(jié)果表明：

（1）兩組實(shí)驗(yàn)鋼淬火后在160～540℃溫度區(qū)間回火，沖擊功出現(xiàn)兩個峰值，在（200+/-10）℃回火沖擊功為40J左右，在500℃回火時，沖擊功最高達(dá)到60J；

（2）實(shí)驗(yàn)鋼在190℃低溫下回火，強(qiáng)度與硬度均高于500℃回火，其中含Ti量為0.09%的實(shí)驗(yàn)鋼綜合力學(xué)性能最佳，屈服強(qiáng)度達(dá)到1218MPa，抗拉強(qiáng)度為1507MPa，維氏硬度值429.5HV；

（3）兩組實(shí)驗(yàn)鋼淬火后均得到板條馬氏體，190℃回火以后，得到納米級板條回火馬氏體，析出相主要為（NbTiV）的碳化物，其中含Ti量為0.18%的實(shí)驗(yàn)鋼析出相粗大，強(qiáng)度及耐磨性等綜合力學(xué)性能也低于含Ti量為0.09%的實(shí)驗(yàn)鋼。

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