【正文】 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) II The impact of the heat treatment process on the microstructure and properties of wearresistant mediumcarbon mediumalloy steel ABSTRACT This paper studies different heat treatment process parameters39。C within two hours after the tempering treatment in temper te mperature in 550 ~ 610 ℃ , the sample hardness gradually decreased with the tempering temperature increasing。C+ air cooling. Under this condition, more tempering sorbites can be obtained. And sprbites39。 合金元素對(duì)合金鋼的相、組織、性能的影響 ....... 3 167。 合金鋼的熱處理工藝 ........................... 8 167。 摩擦磨損檢測(cè) ............................ 10 167。 熱處理工藝對(duì)合金摩料磨損性能的影響 ........... 13 167。 耐磨材料的分類 磨料磨損是磨損備件消耗鋼材的重要形式，其所造成的經(jīng)濟(jì)損失約占磨損總數(shù)的 50%。因此 , 研究磨損和不斷 發(fā)展新的耐磨材料是一項(xiàng)永遠(yuǎn)需要討論的課 題 [1]。而耐磨鑄鐵主要包括低合金白口鑄鐵和高合金白口鑄鐵兩大類。 167。 熱處理工藝一般包括加熱、保溫、冷卻三個(gè)過(guò)程，有時(shí)只有加熱和冷卻兩個(gè)過(guò)程。同一種金屬采用不同的熱處理工藝，可獲得不同的組織，從而具有不同的性能。 而我們這次主要用到的方法就是退火、淬火和回火。 退火之后一般得到的是奧氏體。 淬火是 將金屬工件加熱到某一適當(dāng)溫度并保持一段時(shí)間，隨即浸入淬冷介質(zhì)中快速冷卻的金屬熱處理工藝。常用的鋼在加熱到臨界溫度以上時(shí)，原有在室溫下的組織將全部或大部轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體。 工件進(jìn)行淬火冷卻所使用的介質(zhì)稱為淬火冷卻介質(zhì)（或淬火介質(zhì)）。 鋼在淬火后一般很少直接使用，因?yàn)榇慊鸷蟮慕M織是馬氏體和殘余奧氏體，并且有內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生，馬氏體雖然強(qiáng)度、硬度高，但塑性差，脆性大，在內(nèi)應(yīng)力作用下容易產(chǎn)生變形和開(kāi)裂；此外，淬火后組織是不穩(wěn)定的，在室溫下就能緩慢分解，產(chǎn)生體積變化而導(dǎo)致工件變形。其目的是降低鋼的淬火應(yīng)力和脆性，回火馬氏體具有高的硬度（一般為 58～ 64HRC）、強(qiáng)度和良好耐磨性。中溫回火主要用于各種彈性元件及熱作模具。高溫回火主要適用于中碳結(jié)構(gòu)鋼或低合金結(jié)構(gòu)鋼制作的曲軸、連桿、螺栓、汽車半軸、機(jī)床主軸及齒輪等重要的機(jī)器零件。錳和鐵 可以 形成固溶體， 進(jìn)而提高鋼中鐵素體和奧氏體的硬度和強(qiáng)度，同時(shí)錳可以 進(jìn)入滲碳體中取代一部分鐵原子。錳含量較高時(shí)，有使鋼晶粒粗化的傾向，并增加鋼的回火脆性的敏感性。作為一種合金元素，硅在 鋼中的含量一般不應(yīng)低于 %。硅能顯著提高鋼的彈性極限、屈服極限和屈服比，以及疲勞強(qiáng)度和疲勞比等。鉻能顯著增加鋼的淬透性，但亦有增加鋼的回火脆性的傾向。 鎳：鎳和碳不形成碳化物，它是形成和穩(wěn)定奧氏體的主要合金元素。鎳在高含量時(shí)可顯著改善鋼和合金的一些物理性能。鉬在鋼中的作用可歸納為提高淬透性、提高熱強(qiáng)性、防止回火脆性、提高剩磁和矯頑力，提高合金在河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 5 某些介質(zhì)中的抗蝕性與防止點(diǎn)蝕傾向等。綜合以上因素， 我們決定在 實(shí)驗(yàn) 中選定鉬的含量為%～ %。綜合以上因素，在 實(shí)驗(yàn) 中選定鈮的含量為 %。首先碳化物可使鋼在更高的溫度下工作并保持其較高的強(qiáng)度和硬度； ,碳化物穩(wěn)定性高的鋼可以在更高的溫度下回火，使鋼的塑性、韌性更好。鉻的復(fù)雜碳化物（ Cr,Fe） 7C3 對(duì)于鋼的性能有顯著的影響，特 別是提高耐磨性。 本課題的研究?jī)?nèi)容及現(xiàn)實(shí)意義 本文研究?jī)?nèi)容主要包括： 1. 研究材料硬度、拉伸性能 對(duì)其磨損性能的影響； 2. 研究不同回火溫度對(duì)材料硬度、拉伸性能 的影響； 3. 通過(guò)電鏡觀察磨損試樣磨面顯微組織，研究其磨損性能和微觀組織 的關(guān)系； 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 6 4. 通過(guò)光學(xué)顯微鏡觀察材料金相組織，分析比較采用不同熱處理工藝的試樣組織的 差別。合金白口鐵在各類鋼鐵中其抗磨性居首位 ，但其脆性較大，而且價(jià)格高，其應(yīng)用受到限制。 河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 7 第二章 實(shí)驗(yàn) 方法與過(guò)程 167。 磨損 試樣 尺寸為 φ6mm 20mm。 合金鋼的熱處理工藝 熱處理工藝方 案 如下， （ 1）退火 1050℃退火，保溫 2小時(shí)，隨爐冷卻至 500℃，取出空冷 （ 2）淬火 860℃ 保溫 2個(gè)小時(shí) ,取出 油冷 （ 3）回火 分別在 550℃、 570℃、 590℃、 610℃下保溫 2個(gè)小時(shí)后，空冷 熱處理各階段工藝圖如 圖 2 2 23所示。 洛氏硬度 檢測(cè) 當(dāng)被測(cè)樣品過(guò)小或者 布氏 硬度 （ HB）大于 450 時(shí)，就 選 用洛氏硬度（ HR）計(jì)量。在測(cè)試布氏硬度前，將試樣表面用砂紙磨平，將標(biāo)準(zhǔn)試樣平放在其面上上均勻選取五個(gè)點(diǎn)，分別測(cè)試其硬度，求平均值。塑性指標(biāo)的高低能反映材料的冶金質(zhì)量，如鋼中夾雜 物過(guò)多時(shí)，塑性必定下降。 實(shí)驗(yàn) 所用上試樣為 實(shí)驗(yàn) 合金，規(guī)格為 Φ 6 20mm。 分別用分析天平測(cè)量試樣磨損前磨損后的質(zhì)量，取其 平均值。金相分析技術(shù)所獲得的結(jié)果是聯(lián)系材料加工工藝科學(xué)及材料性能之間的重要橋梁。利用金相顯微鏡及其所拍攝的金相照片對(duì)合金的微觀組織進(jìn)行檢驗(yàn)分析，研究不同回火溫度對(duì) 合金的結(jié)構(gòu)組織的影響以及它們的變化規(guī)律，從而達(dá)到通過(guò)控制組織來(lái)實(shí)現(xiàn)控制和改 善其性能的目的。拋光 是在拋光機(jī)上進(jìn)行的，選用呢綸作為拋光布，粗拋時(shí)用粒度為 的金剛石拋光膏 ，細(xì)拋時(shí)用較小的濃度，最后可用清水拋光，避免雜質(zhì)留在拋光面上，拋光后用 4%的苦 味酸酒精對(duì)拋光后的試樣進(jìn)行腐蝕，將制備好的金相試樣在金相顯微鏡下觀察。 圖 31 回火工藝對(duì) 材料硬度的影響 試樣在 860℃下淬火，采用不同的回火工藝，由圖可知，淬火后，材料硬度隨回火溫度的升高而逐漸下降。 試樣淬火后組織主要是馬氏體，還存在不同數(shù)量的殘余奧氏體或未溶碳化物，回火后，馬氏體分解，殘余奧氏體分解，碳化物的轉(zhuǎn)變，當(dāng)回火溫度在 550～ 610℃時(shí)， 鋼的硬度、強(qiáng)度下降，中碳中合金鋼多采用高溫回火，以獲得強(qiáng)度與韌性的最佳配合。 熱處理工藝對(duì)合金拉伸性能的影響