WCp/Mn13表面复合材料的制备及其冲击磨损性能

为了克服高锰钢Mn13在中低应力条件下冲击磨损性能差的问题，利用离心铸造法制备了WCp／Mn13表面复合材料，通过扫描电镜、能谱、X射线衍射等手段研究了WC陶瓷颗粒与Mn13基体的界面结构，并用不同粒径的WC颗粒复合材料与高锰钢进行了冲击磨损对比试验．研究结果表明：WC与基体形成了一定厚度的扩散层，扩散层中有细小复合碳化物析出，WC与基体间的结合为冶金结合；小颗粒WC增强复合材料的抗冲击磨损性能优于高锰钢，而大颗粒WC增强的复合材料在冲击载荷较小时，抗冲击磨损性能优于高锰钢，当冲击载荷较大时，抗冲击磨损性能不如高锰钢，因此在冲击磨损工况下，应当选择颗粒尺寸适当的WC颗粒增强高锰钢．     

热处理对硬质合金-球铁复合材料组织和硬度的影响

对硬质合金-球墨铸铁复合材料进行了不同工艺的热处理试验,观察了试样的显微组织,比较了热处理工艺对复合材料硬度的影响.结果表明：在对硬质合金-球墨铸铁复合材料进行热处理时,只有球铁基体的组织及性能发生变化,而硬质合金的组织及硬度基本不发生改变.     

高碳钢与球墨铸铁的两体磨粒磨损和基体显微组织的特性关系

基体组织对材料的性能有重要影响．本文以高锰钢、高碳低铬钢（ＧＣｒ１５）、球墨铸铁为试验材料，研究了不同热处理条件下获得的非平衡基体组织试样的碳化硅两体磨损特性．结果表明，在所试验的马氏体、马氏体十残余奥氏体、单相奥氏体以及贝氏体＋马氏体＋奥氏体复合基体中，以淬火马氏体最耐磨，贝氏体复合组织的耐磨性仅与高锰钢单相奥氏体相当．适当地增加残余奥氏体含量．即提高淬火温度可提高马氏体基体组织的耐磨性．     

分散镶铸高锰钢复合材料组织与性能分析

采用分散镶铸工艺在高锰钢铸件内镶铸多状弹簧钢丝骨架，浇注后得到了复合材料试棒。在实验室采用金相、硬度试验、电子探针等手段对复合材料铸态及水韧处理后的组织、性能、元素扩散等进行了分析，并进行了耐磨性试验。金相分析结果表明：分散镶铸后，６５Ｍｎ钢丝在高锰钢铸件内部产生了良好的冶金结合，水韧处理后形成了网状纤维马氏体组织，从而提高高锰钢件在低冲击磨料磨损条件下的耐磨性，电子探针分析结果显示了锰元素在复合     

奥氏体化温度对复合轧辊表面工作层组织的影响

通过离心铸造方法制备了外加铬铁颗粒增强双金属复合材料环形铸件,采用光学显微镜和扫描电镜对双金属复合材料铸件在不同热处理工艺条件下的组织进行了研究。研究结果表明:在本试验条件下,双金属复合材料环形铸件外部高铬铸铁层的铸态组织为:Cr7C3、少量Cr23C6型碳化物、少量Cr3C型碳化物、珠光体基体、残余奥氏体;经热处理后其组织为:Cr7C3、少量Cr23C6型碳化物、少量Cr3C型碳化物、回火马氏体、二次碳化物、残余奥氏体,并且碳化物形态及分布有所改善。     

高锰钢微合金化及弥散强化处理

本文分析了钒、钛等合金元素对ZGMn13钢组织和性能的影响,同时介绍了国内外加钒、钛的高锰钢弥散强化热处理工艺.指出高锰钢今后研究方向.     

热处理工艺对新型高锰钢组织和性能的影响

研究了热处理工艺对Cr、Mo、Ti、Al、Ca、RE新型高锰钢组织和力学性能的影响.试验结果表明,热处理工艺对新型高锰钢组织和力学性能有显著影响.低温等温预处理温度为580 ℃,保温3 h;高温水韧处理加热温度为 1 040～1 050 ℃, 保温3 h.可以改善高锰钢金相组织和力学性能,使σb=954 MPa , σs=507 Mpa,δ=46.8%,αK=338 J/cm2,HBS219.新型高锰钢履带板装车寿命考核结果,使用寿命由原来的3 200 Km提高到7 000 Km以上,取得了明显的经济效益.     

金属型复合铸造铸态锤头的研制及应用

用高铬铸铁作锤头,用圆钢制成的环状锤柄采用金属型复合铸造,在铸态下获得屈氏体基体＋碳化物。该锤头综合性能良好,在严酷的磨损条件下,耐磨性是高锰钢的2倍左右,且不需热处理,工艺简化,成本降低,具有广阔前景。     

热处理对ZGMn18Cr2MoRE组织和性能的影响

研究了热处理工艺对超高锰钢ZGMn18Cr2MoRE组织和力学性能的影响。试验结果表明,热处理工艺对超高锰钢组织和性能有显著影响,沉淀(弥散)强化使奥氏体晶内析出了弥散颗粒状M7C3型碳化物,强化了基体,使钢的力学性能得到提高。其中,经1100℃水韧处理后再经250℃×4h回火,ZGMn18Cr2MoRE钢的奥氏体晶粒细小,晶内颗粒状碳化物均匀、弥散分布,σb=994.51Mpa,sσ=430.98Mpa,αk=260J.cm-2,HB=227,δ=55.03%。与水韧处理后不回火相比,σb、sσ、αk、δ、HB分别提高了18.2%、7%、22%、30.3%、9.7%。     

短碳纤维增强玻璃陶瓷基复合材料制备与机械性能

研究了单向短切碳纤维增强锂铝硅酸盐（ＬＡＳ）玻璃陶瓷基复合材料的制备工艺及其对复合材料机械性能的影响．结果表明：短切碳纤维增强ＬＡＳ玻璃陶瓷基复合材料的性能与热压温度、热压保温时间、热压压力有关；随纤维体积含量的不同，复合材料性能存在不同的最佳热压工艺；最佳热压工艺受玻璃陶瓷基体中液相的高温粘性流动行为的影响     

稀土轨钢过冷奥氏体转变机理及CCT曲线的预测方法

通过金相观察、扫描电镜分析、能谱分析、电化学萃取定量相分析等方法,研究了稀土和铌元素对稀土微合金重轨钢热处理性能的影响机理．结果表明,铌影响碳的扩散是铌提高轨钢淬透性的主要机理;稀土通过在晶界偏聚和影响碳的扩散而对过冷奥氏体产生一定的影响;而稀土轨钢淬透性提高的主要原因在于硅锰含量的增加．在机理分析的基础上,建立了该钢种过冷奥氏体等温转变和连续冷却转变曲线的预测方法．     

淬火介质对耐磨铸钢组织和性能的影响

分别研究了以水和机油作为淬火介质的42CrMo钢和双相耐磨钢淬火+回火后的显微组织和性能.确定了双相耐磨钢和42CrMo钢的最佳热处理工艺及性能.结果表明:双相耐磨钢经水淬和油淬回火后的显微组织均为板条马氏体+针状贝氏体+碳化物;42CrMo钢经水淬和油淬回火后的显微组织分别为回火马氏体+残余奥氏体和回火马氏体+铁素体+贝氏体.经过480h的低应力磨料磨损实验发现,水淬+280℃回火处理的42CrMo钢耐磨性能最好,其相对耐磨性可达高锰钢的1.558倍.     

高锰钢形变过程中加工硬化机理的研究

采用Gleeble-3500试验机对ZGMn13Cr2高锰钢进行0.1s-1应变速率下的室温压缩实验,应变量分别为5%,30%和50%.利用金相显微镜、维氏显微硬度机、XRD和TEM等方法,研究了压缩变形量对ZGMn13Cr2显微组织衍变及加工硬化机制的影响.结果表明:高锰钢压缩变形后晶粒内出现大量变形带,变形带相互交叉、缠结、割截.压缩变形量为5%时,高密度位错相互缠结呈位错胞或者位错墙,压缩变形量为30%时,基体内出现形变孪晶,随着变形量的进一步增大,孪晶的密度和体积分数增大,水韧态高锰钢在压缩变形量为50%的条件下,其显微硬度与初始态相比提高了125%,达到HV560.8.XRD结果显示,压缩变形后基体组织为奥氏体和少量的碳化物,未发现相变诱发马氏体组织.随着变形量的增大,高锰钢加工硬化机理由位错强化机制向形变孪晶强化为主、位错+少量层错强化机制为辅的机制转变.     

水韧处理对TiC基高锰钢结合金组织与性能的影响

系统研究了水韧处理对TiC基高锰钢结合金力学性能的影响,并通过分析合金在处理前后显微组织结构和微区成分的变化阐述了其中的内在关系.经过1 050℃×6h水韧处理后,真空烧结试样的抗弯强度和冲击韧性分别提高154.6%和125.3%;对低压烧结试样则分别提高61.81%和45.38%;对真空烧结+低压烧结试样也分别提高65.59%和32.90%.研究结果表明,水韧处理能够显著提高烧结态TiC基高锰钢结合金的抗弯强度和冲击韧性.因此,对烧结态TiC基钢结合金进行水韧处理或者高温成分均匀化热处理十分必要,有利于充分发挥其性能潜力.     

含锰4%的高铬铸铁的亚临界淬火

高铬铸铁以锰代钼后的一个问题是残留奥氏体量增多,硬度下降。本文研究了含锰4％的高铬铸铁的亚临界淬火,用正交试验设计方法试验了亚临界淬火处理的脱溶温度和脱溶时间的影响。用本试验条件下得出的最佳工艺,可使含锰4％的高铬铸铁的残留奥氏体量减少到17％,硬度达到HRC64,抗冲击磨损性能与含钼2％的高铬铸铁相近。     

衬板用钢在石英砂介质中的冲击腐蚀磨损行为

利用改造的MLD-10型冲击腐蚀磨损模拟试验机,研究了3种矿山湿式磨机衬板钢在石英砂酸性介质中的冲击腐蚀磨损行为。研究表明,在同样的模拟工况条件下,新研究开发的低碳高合金钢比高锰钢、中碳合金钢具有更佳的耐冲击腐蚀磨损性能,随着时间的延长,低碳高合金钢的优越性越明显。并通过对试样表面磨损形貌的观察分析,发现低碳高合金钢以冲击磨损为主,高锰钢以冲蚀为主,而中碳合金钢则是严重的冲蚀磨损。     

马氏体钢力学性能和耐磨性的关系

对自行研制的新型马氏体耐磨钢20Si2Ni3进行了Q-P-T(淬火-分配-回火)及传统淬火-回火(Q-T)热处理,用MLD-10型动载磨料磨损实验机比较在1.5J冲击能量、石英砂磨料条件下,20Si2Ni3钢和高锰钢ZGMn13的冲击磨料磨损性能,并用X射线测量磨损实验前后20Si2Ni3钢残余奥氏体量的变化,用扫描电镜(SEM)分析磨损机理。结果表明:经两种热处理工艺后的20Si2Ni3钢,其冲击磨料磨损性能均优于高锰钢。相比传统Q-T热处理工艺,经Q-P-T热处理后的20Si2Ni3钢,在保持较高硬度的同时,冲击韧性得到了较大提高;不同热处理工艺后,在硬度均约HRC45.5时,20Si2Ni3钢的冲击磨料磨损性能随着冲击韧性的增加而提高,磨损机理以显微犁削为主。     

陶瓷涂层的热震稳定性及界面结合机理

实验采用高温熔烧的方法制备出了结合牢固的金属基陶瓷涂层,对涂层的热震稳定性、涂层与基体的结合力进行了测试,并对涂层界面的结合机理进行了一定的分析研究。     

TA2-Q235B爆炸复合板钢侧组织特征

借助光学显微镜、电子背散射衍射和扫描电子显微镜等测试技术和手段,系统地研究热处理温度对TA2--Q235B爆炸复合板钢侧组织转变的影响,并分析了其形成机理.结果表明:在热处理过程中,钢侧界面组织发生脱碳,形成完全由铁素体组织组成的脱碳层,这些铁素体没有织构特征;当热处理温度在850℃及以下时,钢侧界面组织在靠近波头漩涡的地方发生异常长大,形成粗大的铁素体;当热处理温度在900℃及以上时,钢侧界面组织在钛钢复合界面上发生异常长大,产生柱状的铁素体组织.这些组织的形成受到碳元素的扩散和钢侧基体组织相变的共同作用.热处理过程中,界面产生的TiC在界面上分布不均,随温度升高,在界面局部富集,从而加速了碳元素向界面的扩散.