熱軋Mn13耐磨鋼的磨損性能及硬化行為研究.pdf

1、顎式破碎機(jī)顎板作為破碎機(jī)的核心部件，它受到撞擊和物料沖刷的雙重作用，工況多為中、高沖擊載荷和循環(huán)變形與疲勞作用，磨損程度較高。鑄造高錳鋼的鑄造缺陷和馬氏體耐磨鋼低韌性的缺點(diǎn)大大降低了顎板的工作效率。熱軋工藝可在保證高塑韌性的同時(shí)有效解決受鑄造工藝局限性帶來(lái)的組織疏松、縮孔、晶粒粗大等缺陷的影響。本文以熱軋奧氏體高錳耐磨鋼（Mn13鋼）為實(shí)驗(yàn)材料，針對(duì)破碎機(jī)復(fù)雜的工況條件，以滑動(dòng)磨損、磨料磨損、沖擊磨料磨損的形式開(kāi)展磨損實(shí)驗(yàn)綜合評(píng)價(jià)其耐磨

2、性能，并利用掃描電鏡、X射線(xiàn)衍射儀、透射電鏡等，分析了磨損機(jī)理和硬化機(jī)制。
　　滑動(dòng)磨損試驗(yàn)表明，與B-Hard400鋼和B-Hard500鋼相比，除了高載荷干摩擦和低載荷煤泥粉的工況Mn13鋼的耐磨性表現(xiàn)的更為優(yōu)秀，干摩擦?xí)r磨損機(jī)理主要表現(xiàn)為犁溝和疲勞剝落磨損，以煤泥粉和石英砂為磨料時(shí)磨損機(jī)理主要表現(xiàn)為犁溝切削和鑿削切割的破壞機(jī)制，高載時(shí)還存在煤泥粉的碾壓粘著膜；磨料磨損試驗(yàn)表明，Mn13鋼的耐磨性在以硬質(zhì)顆粒（煤矸石、石英砂）

3、為磨料的情況下較好，加工硬化效果明顯，煤泥粉磨料磨損的機(jī)制表現(xiàn)為微觀(guān)切削并伴隨局部的疲勞剝落，以煤矸石為磨料的磨損機(jī)制為微觀(guān)切削，伴隨擠壓剝落和局部區(qū)域的疲勞剝落，以石英砂為磨料的磨損機(jī)制則為典型的鑿削磨損和微觀(guān)切削。
　　在沖擊磨料磨損試驗(yàn)中，1-8J沖擊功下Mn13鋼的磨損量走勢(shì)呈“M形”，在2J和5J時(shí)磨損量最大，4J和7J時(shí)磨損量最小，最佳沖擊功工況為3.5-4.5J和6-7J。在2J、4J、5J和7J的沖擊功下，隨著沖擊

4、次數(shù)增多，磨損量逐漸增大。在中、高沖擊功條件下Mn13鋼的硬化層厚度可達(dá)3500μm以上，最高達(dá)6500μm。從磨損亞表層的金相組織中均可以觀(guān)測(cè)到形變孿晶的存在，隨著沖擊功提高在局部晶粒內(nèi)生長(zhǎng)的孿晶密度增大。切削、塑變、鑿削和疲勞剝落是Mn13鋼沖擊磨料磨損的主要機(jī)制，隨著沖擊功的提高加工硬化程度得到提升，切削痕變少疲勞剝落坑增多。在中沖擊功的作用下，孿晶和位錯(cuò)的交互作用是主要的硬化機(jī)制，少量相變?chǔ)?hcp)起輔助作用；在高沖擊功的作用