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高铬合金nm400耐磨钢板具有优异的胀断性能

作者: 发布于:2020/7/7 11:33:36 点击量:

锻造用高铬合金nm400耐磨钢板为是目前应用最为广泛的一类耐磨板,其锻造工序不仅基本确定了零件的形状,而且也基本决定了零件的工艺性能和使用性能。高铬合金nm400耐磨钢板是近年来新开发的一种新型胀断连杆用耐磨板,具有优异的综合力学性能和胀断性能,可采用胀断工艺制造高性能的汽车发动机连杆。

与传统的中碳耐磨板如38MnVS钢板相比,该高铬合金nm400耐磨钢板中的微合金化元素钒的质量分数从通常的0.08%~0.18%提高到0.25%~0.35%。钒元素含量的显著提高,必然影响它的热变形行为。

试验选用高铬合金nm400耐磨钢板放入实验室200kg真空感应炉中冶炼,浇注成110kg的钢锭,其化学成分(质量分数,%)为:C0.38%,Si0.77,Mn1.07,P0.032,S0.085,Cr0.18,V0.28,Al0.017。将钢锭随后两火锻造成直径500mm的圆棒,锻后空冷。从圆棒1/2半径处掏取直径80mm、高150mm的热模拟圆柱试样。

在Gleeble3800热模拟试验机进行单道次压缩热模拟试验。试样以10℃/s的速度加热到1200℃,保温2min,然后分别以10℃/s的速度冷却到1150、1100、1000和900℃的形变温度,保温100s(消除试样内温度梯度)后进行单道次压缩变形,变形速率分别是0.15、0.58、1、10s-1,变形量为60%(真应变量为0.92)。在热模拟机压头与试样两端接触处夹1层石墨片进行润滑,使试样尽可能均匀形变。变形后,试样立刻水冷却至室温以保留奥氏体晶粒形貌。

淬火后将试样沿轴向用线切割切开,磨制抛光后用饱和苦味酸+洗涤灵溶液腐蚀,以显示原奥氏体晶粒。使用金相图像分析仪观察奥氏体晶粒并拍照,用截线法测量出奥氏体晶粒尺寸。为了确认变形前后是否有钒的碳氮化物析出,将冷却到900℃变形前及变形后的试样进行水淬。采用10%的高氯酸酒精溶液电解双喷法制备透射电镜(TEM)样品,在HITACHIH-800型透射电镜下观察微观组织。

结果表明:高铬合金nm400耐磨钢板的热变形特征与传统的中碳耐磨板基本一致,较高的温度和较低的应变速率有利于发生动态再结晶。试验料在变形温度低于1000℃时开始发生再结晶的时间进一步延长。透射电镜观察结果表明,高铬合金nm400耐磨钢板中的钒主要以固溶态的形式存在于奥氏体中,从而影响奥氏体的动态再结晶行为。所获得的试验料的热变形激活能为364.9kJ/mol,并获得了其热变形方程及动态再结晶晶粒尺寸与Zener-Hollomon参数之间的关系式。此研究为高铬合金nm400耐磨钢板成分优化及合理的锻造工艺制定提供了理论和试验依据。


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