耐磨鋼淬火劑冷卻淬火后的性能及用途

發布時間：2012-11-14 16:36:42

從廣泛的意義上講表面強化結構鋼、工具鋼和滾動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烈沖擊載荷、淬火劑冷卻或高壓力的作用下發生表面硬化而具有高耐磨性的高錳鋼。 1．成分特點對耐磨鋼的主要要求是有很高的耐磨性和韌性。
　　①高碳：保證鋼的耐磨性和強度。但碳過高時，淬火劑冷卻淬火后韌性下降，且易在高溫時析出碳化物，一般不能超過1.4%。
　　②高錳：擴大奧氏體區，與碳配合，保證完全獲得奧氏體組織。
　　③一定量的硅：可改善鋼水的流動性，并起固溶強化的作用。但其含量太高時，易導致晶界出現碳化物，故其質量分數為0.3%-0.8%。 2．典型鋼種常用的鋼的牌號有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%，使鋼在常溫下呈現單相奧氏體組織，因此高錳鋼又稱為奧氏體錳鋼。由于機械加工困難，故基本上是鑄態下使用。 20世紀70年代初由我國發明的Mn-B系空冷貝氏體鋼是一種很有發展前途的耐磨鋼。熱加工后淬火劑冷卻空冷組織為貝氏體或貝氏體-馬氏體復相組織，免除了傳統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生的變形、開裂、氧化和脫碳等缺陷。產品能夠整體硬化，強韌性好，綜合力學性能優良，得到廣泛應用。 3．熱處理特點高錳鋼都采用水韌處理，即將鋼加熱到1000 N1100℃并適當保溫，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。此時鋼的硬度很低(約為210HBS)，而韌性很高。當工件在工作中受到強烈沖擊、淬火劑冷卻或強大壓力而變形時，表面層產生強烈的加工硬化，同時還可能發生形變誘發奧氏體向馬氏體的轉變，使表面硬度在受載區急劇上升至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，否則碳化物又會沿奧氏體品界析出而使鋼脆化。在一般機器工作條件下，材料只承受較小的壓力或沖擊力，不能產生或僅有較小的加工硬化效果，也不能誘發馬氏體轉變，此時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轉過程中承受嚴重磨損和強烈沖擊的零件。如坦克或某些重型拖拉機的履帶板，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圖和鋼的熱處理的影響，合金結構鋼和合金工具鋼的分類、牌號、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等鋼號為例，分述各典型鋼號中合金元素的作用、成分特點、淬火劑冷卻、熱處理工藝特點、使用狀態的組織、性能和用途。本文參考《金屬工藝基礎與實踐》一書。

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