耐磨鋼淬火劑冷卻淬火后的性能及用途

發(fā)布時(shí)間：2012-11-14 16:36:42

從廣泛的意義上講表面強(qiáng)化結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼和滾動(dòng)軸承鋼等具有高耐磨性的鋼種都可稱做耐磨鋼，但這里所指的耐磨鋼主要是指在強(qiáng)烈沖擊載荷、淬火劑冷卻或高壓力的作用下發(fā)生表面硬化而具有高耐磨性的高錳鋼。 1．成分特點(diǎn) 對耐磨鋼的主要要求是有很高的耐磨性和韌性。
　?、俑咛迹罕ＷC鋼的耐磨性和強(qiáng)度。但碳過高時(shí)，淬火劑冷卻淬火后韌性下降，且易在高溫時(shí)析出碳化物，一般不能超過1.4%。
　?、诟咤i：擴(kuò)大奧氏體區(qū)，與碳配合，保證完全獲得奧氏體組織。
　?、垡欢康墓瑁嚎筛纳其撍牧鲃?dòng)性，并起固溶強(qiáng)化的作用。但其含量太高時(shí)，易導(dǎo)致晶界出現(xiàn)碳化物，故其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3%-0.8%。 2．典型鋼種常用的鋼的牌號(hào)有ZGMn13等，這種鋼的含碳量為0.8%-1.4%，保證了足夠的耐磨性。錳11%-14%，使鋼在常溫下呈現(xiàn)單相奧氏體組織，因此高錳鋼又稱為奧氏體錳鋼。由于機(jī)械加工困難，故基本上是鑄態(tài)下使用。 20世紀(jì)70年代初由我國發(fā)明的Mn-B系空冷貝氏體鋼是一種很有發(fā)展前途的耐磨鋼。熱加工后淬火劑冷卻空冷組織為貝氏體或貝氏體-馬氏體復(fù)相組織，免除了傳統(tǒng)的淬火劑冷卻淬火或淬火劑冷卻淬火回火工序，降低了成本，避免淬火劑冷卻淬火產(chǎn)生的變形、開裂、氧化和脫碳等缺陷。產(chǎn)品能夠整體硬化，強(qiáng)韌性好，綜合力學(xué)性能優(yōu)良，得到廣泛應(yīng)用。 3．熱處理特點(diǎn) 高錳鋼都采用水韌處理，即將鋼加熱到1000 N1100℃并適當(dāng)保溫，使碳化物完全溶人奧氏體中，然后在水中快冷，在室溫下獲得均勻單一的奧氏體組織。此時(shí)鋼的硬度很低(約為210HBS)，而韌性很高。當(dāng)工件在工作中受到強(qiáng)烈沖擊、淬火劑冷卻或強(qiáng)大壓力而變形時(shí)，表面層產(chǎn)生強(qiáng)烈的加工硬化，同時(shí)還可能發(fā)生形變誘發(fā)奧氏體向馬氏體的轉(zhuǎn)變，使表面硬度在受載區(qū)急劇上升至500-550HBS。獲得高耐磨性，而心部仍為具有高韌性的奧氏體組織，故高錳鋼具有很高的抗沖擊能力和耐磨性。需要指出的是高錳鋼經(jīng)淬火劑冷卻處理后，不可再回火或在高于300℃的溫度下工作，否則碳化物又會(huì)沿奧氏體品界析出而使鋼脆化。在一般機(jī)器工作條件下，材料只承受較小的壓力或沖擊力，不能產(chǎn)生或僅有較小的加工硬化效果，也不能誘發(fā)馬氏體轉(zhuǎn)變，此時(shí)高錳鋼的耐磨性甚至低于一般的淬火劑冷卻淬火高碳銅或鑄鐵。 4．用途耐磨鋼主要用于運(yùn)轉(zhuǎn)過程中承受嚴(yán)重磨損和強(qiáng)烈沖擊的零件。如坦克或某些重型拖拉機(jī)的履帶板，鐵路道岔和防彈鋼板等。合金元素在鋼中與鐵、碳等元素的作用，合金元素對鐵碳合金狀態(tài)圖和鋼的熱處理的影響，合金結(jié)構(gòu)鋼和合金工具鋼的分類、牌號(hào)、熱處理工藝、性能及用途。著重以16Mn、20Cr、20CrMnTi、40Cr、5CrNiMo、65 Mn、60S12 Mn、GCr15、9SiCr、Cr12、W18Cr4V等鋼號(hào)為例，分述各典型鋼號(hào)中合金元素的作用、成分特點(diǎn)、淬火劑冷卻、熱處理工藝特點(diǎn)、使用狀態(tài)的組織、性能和用途。本文參考《金屬工藝基礎(chǔ)與實(shí)踐》一書。

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