低合金高強(qiáng)度鋼的磨損性能研究

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1、低合金高強(qiáng)度鋼的文獻(xiàn)綜述摘要：本文主要綜述低合金高強(qiáng)度鋼。首先介紹它的成分和工藝。成分主要是考察它的微合金化，通過微合金化和工藝來研究低合金高強(qiáng)度鋼的組織。由于不同的合金化和成型工藝得到不同的組織，由此產(chǎn)生不同的性能。因此根據(jù)組織的不同我們將低合金高強(qiáng)度鋼進(jìn)行分類。最后我們研究低合金高強(qiáng)度鋼的性能，在這里我們主要考察它的磨損性能研究。關(guān)鍵詞：低合金高強(qiáng)度鋼TMCP微合金化磨損性能一、低合金高強(qiáng)度鋼的成分低合金高強(qiáng)度鋼的碳含量在0.27﹪-0.45﹪范圍內(nèi)，合金元素總質(zhì)量分?jǐn)?shù)在5﹪左右，經(jīng)過熱處理強(qiáng)化后強(qiáng)

2、度大于1400MPa的中碳低合金鋼。主要應(yīng)用于飛機(jī)，火箭以及高壓容器零件制作。二、低合金高強(qiáng)度鋼的微合金化和成型工藝1.合金元素對(duì)低合金高強(qiáng)度鋼的影響合金元素在低合金高強(qiáng)度鋼中有著十分重要的作用,對(duì)低合金高強(qiáng)度鋼的強(qiáng)度和韌性有重要的影響。正是由于合金元素的作用,在鋼的內(nèi)部形成沉淀強(qiáng)化、彌散強(qiáng)化、固溶強(qiáng)化、位錯(cuò)強(qiáng)化、析出強(qiáng)化以及細(xì)晶強(qiáng)化(l)Ni屬于非碳化物形成元素,一般固溶于鋼基固溶體中,開啟Y相區(qū)，降低相變溫度,細(xì)化晶粒,提高強(qiáng)度和韌性。(2)Nb屬于強(qiáng)碳、氮化物形成元素,所形成的碳、氮化物在基體中固

3、溶溫度較高。其形成的碳、氮化物能阻止金屬的高溫回復(fù)和再結(jié)晶,對(duì)細(xì)化晶粒有利,不但能提高金屬的強(qiáng)度,而且能改善其韌性。(3)V也是較強(qiáng)的碳、氮化物形成元素,但所形成的碳、氮化物在基體中固溶溫度較低,在熱軋過程中彌散析出,起到較強(qiáng)的沉淀強(qiáng)化作用。(4)Ti和Nb的作用相似，是較強(qiáng)的碳、氮化物形成元素,所形成的碳、氮化物在基體中固溶溫度較高。其形成的碳、氮化物能阻止金屬的高溫回復(fù)和再結(jié)晶,對(duì)細(xì)化晶粒有利,不但能提高金屬的強(qiáng)度,而且能改善其韌性。而且Ti的存在能改善硫化夾雜物的形態(tài),對(duì)鋼沖擊韌性及厚度方向性能大

4、有益處。(5)Cu作為鋼中的殘余元素在以前進(jìn)行了嚴(yán)格的控制。但近年來,隨著研究的不斷深入和發(fā)展,對(duì)銅的作用有了新的認(rèn)識(shí),銅在鐵素體中的溶解度很低,低溫時(shí)能產(chǎn)生較強(qiáng)的時(shí)效強(qiáng)化現(xiàn)象,但在實(shí)際生產(chǎn)中銅的加入量應(yīng)適當(dāng)控制。(6)Mn、Cr、MoMn、Cr能提高其強(qiáng)度,也有利于其韌性改善;Mo是強(qiáng)烈的貝氏體形成元素,因而在貝氏體鋼中是不可缺少的組分,但其含量不能過高,否則對(duì)沖擊不利。2.低合金高強(qiáng)度鋼的控制軋制和控制冷卻控制軋制是一種定量的預(yù)定程序地控制熱軋鋼的形變溫度、壓下量(變形量)、形變道次、形變間歇停留時(shí)

5、間、終軋溫度及終軋后冷卻的軋制工藝,鋼坯在穩(wěn)定的奧氏體區(qū)域或在亞穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)進(jìn)行軋制,然后控制冷卻速度,以獲得鐵素體與珠光體組織,有些情況下可獲得貝氏體組織。其目的是獲得最佳的細(xì)化晶粒和第二相均勻分布的組織狀態(tài)從而有效地改善鋼的性能。它充分運(yùn)用了奧氏體的再結(jié)晶和未再結(jié)晶兩方面理論,通過降低鋼坯的加熱溫度,控制變形量和終軋溫度,采用固溶強(qiáng)化、沉淀強(qiáng)化、位錯(cuò)強(qiáng)化及晶粒細(xì)化的強(qiáng)化機(jī)理,是一種形變與相變結(jié)合在一起的綜合強(qiáng)化工藝。目前廣泛采用的控制軋制工藝也稱為熱機(jī)械控軋(TMCP)工藝。TMCP的實(shí)質(zhì)是控制軋制工

6、藝和控制冷卻工藝的結(jié)合,通過TMCP工藝生產(chǎn)的鋼材具有良好的低溫韌性、焊接性能,另外還能降低碳當(dāng)量、節(jié)省合金元素。該方法已成為生產(chǎn)高性能高強(qiáng)度鋼所不可缺少的技術(shù)。微合金化鋼采用控制軋制和控制冷卻工藝是目前生產(chǎn)高強(qiáng)度鋼的主要途徑之一.根據(jù)鋼中所添加的微合金元素的特性,采用適當(dāng)?shù)目剀埧乩涔に嚳纱蠓雀纳其摰男阅芗罕蛔C實(shí)。目前在控制軋制中,大量采用微合金化元素NbVTi，使之在鋼中形成碳、氮及碳氮化合物。利用其在不同條件下的溶解和析出機(jī)理抑制晶粒長大,增加鐵素體形核率,產(chǎn)生沉淀強(qiáng)化。3.低合金高強(qiáng)度鋼的分類微

7、合金化鋼在H型鋼的應(yīng)用由于H型鋼廣泛應(yīng)用于高層建筑、海洋石油鉆井平臺(tái)等場合,對(duì)其性能的要求非常高,傳統(tǒng)成分的H型鋼已無法滿足要求。為了改善H型鋼的組織和性能,采用第三代TMCP技術(shù)生產(chǎn)的V、N微合金化鋼在H型鋼上得到了成功應(yīng)用。采用該技術(shù)生產(chǎn)的V、N微合金化鋼,通過V(C,N)的沉淀強(qiáng)化以及形成晶內(nèi)鐵素體的細(xì)晶強(qiáng)化,使H型鋼的性能得到顯著提高。研究表明,V微合金化鋼中V(C,N)的析出強(qiáng)化和晶內(nèi)鐵素體的細(xì)晶強(qiáng)化在提高屈服強(qiáng)度方面的貢獻(xiàn)可70%以上。結(jié)合H型鋼的生產(chǎn)工藝,V、N在H型鋼中的作用主要體現(xiàn)在以

8、下幾個(gè)方面:(l)在奧氏體溫度范圍內(nèi)固溶在奧氏體中,隨溫度增加V在鋼中的溶解度迅速增加。因此,由奧氏體析出的V(C,N)的量很少。這就意味著軋制過程中V(C,N)在阻礙奧氏體晶粒再結(jié)晶方面的作用不大。(2)在相變及隨后冷卻過程中的析出由于軋制過程中由奧氏體中析出的V(C,N)量很少,因此其沉淀強(qiáng)化作用主要是由其在相變過程中鐵素體內(nèi)的析出提供的。這是由于在A3-A1溫度區(qū)間內(nèi)緩冷時(shí),由于溫度較高(一般800-700oC),V(C,N)析出的過