【正文】 ........................................................................1實驗方案 ................................................................................................................. 13 實驗準備 ...................................................................................................................1實驗材料 ............................................................................................1熱處理 ................................................................................................1切割 ................................................................................................... 1金相制作方案 .......................................................................................1磨樣、拋光與腐蝕 ........................................................................... 1觀察組織與照相 ................................................................................1掃描電鏡（SEM ）觀察 .......................................................................1拉伸沖擊實驗 .......................................................................................14第三章 實驗結(jié)果分析 ................................................................................... 1組織分析 ................................................................................................................. 1不同稀土加入量鑄態(tài)下的高錳鋼的組織分析 ....................................................1不同稀土加入量、水韌處理狀態(tài)下高錳鋼的組織分析 ....................................1夾雜物分析 ............................................................................................................ 1拉伸沖擊實 驗及其結(jié)果分析 .............................................................................2不同稀土加入量高錳鋼斷口分析 .................................................................. 24第四章 結(jié) 論 ....................................................................................................... 26參考文獻 ................................................................................................................. 27致　　 謝 ..................................................................................................................28第 一 章 文 獻 綜 述 耐 磨 高 錳 鋼 概 述目前，國內(nèi)外在沖擊磨料磨損工況中所使用的金屬耐磨材料主要有三大類[1]，即奧氏體錳鋼，低合金高強度耐磨鋼及白口鑄鐵(高鉻鑄鐵)。結(jié)果表明：高錳鋼加入稀土后，晶粒得到細化，碳化物數(shù)量減少，其力學性能得到了顯著提高，且加入稀土硅合金為 %的水韌態(tài)高錳鋼力學性能最佳。 耐 磨 高 錳 鋼 的 由 來 、 發(fā) 展 歷 史 及 研 究 現(xiàn) 狀自 1882 年英國人 Robert Hadfield 發(fā)明了耐磨高錳鋼，高錳鋼的使用己有一百多年的歷史，被廣泛應用于礦山機械、工程機械、建材及其他經(jīng)受沖擊載荷的部件。因此，為了使高錳鋼具有較好的耐磨性和沖擊韌性的配合，含碳量不宜過高。作為耐磨材料而言高錳鋼近年來的發(fā)展趨勢和取得的進展主要表現(xiàn)在以下的幾個方面:. 1 改 型 高 錳 鋼為了克服傳統(tǒng)高錳鋼的不足，對此鋼種進行了大量的研究對比。高碳高錳鋼的耐磨性遠高于Mn13，如含 C 1. 78%的 GTMn 一 A 球磨機襯板的使用壽命是 Mn13 的 3. 8 倍以上。 (c)既提高 Mn 含量，又提高 C 的含量超高錳鋼是在普通高錳鋼成分的基礎上通過提高碳錳含量發(fā)展而來的。高錳鋼中合金元素的主要作用如下所述。稀土元素:RE 的加入可凈化鋼液、細化晶粒、抑止碳化物的生長和改善夾雜物形態(tài)、分布的作用 [1,2,5,12]。由于 Mn 的加入，臨界點 S 和 E 明顯左移。鑄態(tài)組織的硬度高低與鋼中碳含量及其它合金含量有關，碳含量增加組織中的碳化物數(shù)量增多，鋼的硬度增加。 稀 土 在 高 錳 鋼 中 的 作 用 及 其 機 理 稀 土 元 素稀土元素包括瀾系、憶和釩共 17 個元素。稀土元素具有較大的原子半徑，比鐵的原子半徑大得多，可見稀土在鐵巾不會有較大的固溶度，一般在 ～%。2)細化結(jié)晶，優(yōu)化高錳鋼組織。 高錳鋼鋼液容易吸氣，鋼液中的[H],[N]含量比普通鋼液要高，隨著鋼液溫度降低和結(jié)晶凝固。組別 RE C Si Mn P S [O] [N]12表 31 不同處理狀態(tài)的哦化學成分及氣體含量變化/% 細 化 晶 粒圖 32 表明，稀土對標準成分高錳鋼的晶粒粗化有明顯的抑制作用。由于選擇吸附的結(jié)果，它們大多富集在正在長大晶體與鋼液的界面上，建立起一層吸附薄膜，阻礙并降低了晶體長大的傾向。 強 化 作 用（a）晶界強化由于稀土元素的化學性質(zhì)異常活潑，和氧，硫有很大的親和力，它能奪取鋼中的氧化物和硫化物中的氧和硫形成稀土化合物，這種化合物能夠從鋼液中大量上浮排除，使鋼液凈化。電鏡觀察表明，鋼中有一定量（幾十到幾百納米）的稀土質(zhì)點。（6）最后一批礦石加入 5min 后攪拌，待碳合乎要求后，加錳鐵調(diào)整碳的成分，是鋼液中錳含量達到 %以上；（7）清潔沸騰后 3～5min 攪拌，取樣分析[C],[Mn],[P],并使[P]%。 稀 土 高 錳 鋼 的 水 韌 處 理它與一般高錳鋼大體相同。為此，廣大冶金工作者探索出了多種稀土合金在鋼中的加入方法。第 二 章 、 實 驗 內(nèi) 容實驗以高錳鋼為原料，鈰(Ce)和鑭（La）為稀土添加劑，按含量的不同分組，并給予一定的熱處理。水韌處理的溫度通常是 1050℃～1100℃。腐蝕時間為 5～10 秒，然后用酒精沖洗，電吹風吹干。第 三 章 實 驗 結(jié) 果 分 析、 組 織 分 析不同稀土加入量的高錳鋼將經(jīng)過水韌處理后試樣和未經(jīng)熱水韌理試樣，磨樣拋光，用 4%硝酸酒精腐蝕，在蔡氏光學顯微鏡下觀察其組織。圖 中可以清晰地看到片狀珠光體。、 夾 雜 物 分 析 圖 相同稀土加入量不同熱處理狀態(tài)高猛鋼的夾雜物 500 倍掃描照片圖 為相同稀土加入量不同熱處理狀態(tài)高猛鋼的夾雜物 500 倍掃描照片，1，3，5分別為加入稀土硅鐵合金為 %,%,%的鑄態(tài)高錳鋼，2，4，6分別為加入稀土硅鐵合金 % ,%, %的水韌態(tài)高錳鋼。加入稀土后非金屬夾雜物 MnO, 、鐵錳硅酸鹽等的熔點提高。達到最高強度后馬上失效,基本無頸縮,這種現(xiàn)象取決于高錳鋼的變形機制:TRIP2TWIP 效應。另一方面，孿生變形通過改變晶體位向為位向不利或難滑移的滑移系的運動提供了可能，孿生變形增加了塑性變形方式，更利于基體金屬均勻變形，而目孿生本身也有一定的塑性形變量，故孿生變形對基體金屬塑性的增加有著積極的作用，推遲頸縮的形成，極大提高了斷后仲長率。稀土加入，降低了層錯能，層錯能的降低必然促使大量孿晶形成，大量的孿晶變形使全位錯和不全位錯在共格的孿晶面上受阻。（3）稀土能有效地改善高錳鋼的拉伸強度、屈服強度等綜合力學性能，當稀土硅鐵加入量為 %，高錳鋼達到最佳綜合力學