汽輪機(jī)鋅基合金軸瓦材料和性能研究.pdf

1、本文根據(jù)球磨機(jī)襯板的實(shí)際工況條件，對襯板材質(zhì)進(jìn)行成分設(shè)計(jì)和熱處理工藝優(yōu)化，通過添加Mn、Si、Cr、Mo等合金元素，嚴(yán)格控制S、P含量，熔煉澆鑄獲得中碳低合金耐磨鑄鋼。研究了不同淬火溫度和回火溫度對中碳低合金耐磨鑄鋼組織和力學(xué)性能的影響，優(yōu)化出了最佳熱處理工藝。利用HRD-150型電動(dòng)洛氏硬度計(jì)、JB-300B沖擊試驗(yàn)機(jī)和SHIMAD(島津)ZUAG-I250KV電子拉伸試驗(yàn)機(jī)對試驗(yàn)鋼材料進(jìn)行了力學(xué)性能測試；借助JSM-5610LV型掃

2、描電鏡、日本電子JEM-2100型超高分辨透射電子顯微鏡、德國Brux D-8X射線衍射儀等微觀分析儀器研究了熱處理工藝后試驗(yàn)鋼材料的微觀組織和相結(jié)構(gòu)，分析了試驗(yàn)鋼材料的摩擦磨損形貌，對試驗(yàn)鋼材料經(jīng)二次回火工藝后強(qiáng)韌化作用機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)研究；采用MMS-1G高溫高速銷盤摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，對試樣鋼材料的高速磨損特性進(jìn)行了研究。
　　 試驗(yàn)結(jié)果表明：化學(xué)成分為C0.42[％]、Mn1.35[％]、Si1.84[％]、Cr2.10[％]

3、、Mo0.35[％]的中碳低合金耐磨鑄鋼，經(jīng)過930℃×2h油淬＋240℃×2h回火+240℃×2h回火處理后機(jī)械性能良好，材料硬度達(dá)到HRC54，沖擊韌性αk達(dá)到43J/cm2，抗拉強(qiáng)度σb達(dá)到1820MPa。斷裂機(jī)理主要是準(zhǔn)解理斷裂，斷口中有大量的韌窩。
　　 通過高分辨透射電子顯微鏡觀察和德國Brux D-8X射線衍射儀分析，對中碳低合金耐磨鑄鋼二次回火后強(qiáng)韌化作用機(jī)理進(jìn)行了研究，研究發(fā)現(xiàn)：(1)二次回火后馬氏體亞結(jié)構(gòu)主要

4、是高密度位錯(cuò)和少量孿晶，較一次回火時(shí)的高密度位錯(cuò)和隨處可見的較多孿晶，孿晶經(jīng)240℃再次回火時(shí)部分發(fā)生回復(fù)、消失，孿晶數(shù)量明顯減少；(2)在高分辨透射電鏡不同放大倍數(shù)下觀察：二次回火后位錯(cuò)密度較一次回火時(shí)低，位錯(cuò)發(fā)生了動(dòng)態(tài)回復(fù)、消失，纏結(jié)的高密度位錯(cuò)胞逐漸回復(fù)，位錯(cuò)胞徑變大；(3)經(jīng)分析計(jì)算：試驗(yàn)鋼材料二次回火后組織含量為M+3.54[％]A＇+11.6[％]M23C6、一次回火后為M+5.78[％]A＇+6.4[％]M23C6，二次回

5、火后碳化物數(shù)量增加且尺寸變大，主要呈顆粒狀彌散分布在板條馬氏體基體上和高位錯(cuò)密度間；(4)二次回火后，殘余奧氏體含量由一次回火時(shí)的5.78[％]降低為3.54[％]，在高分辨透射電鏡下觀察殘余奧氏體呈薄膜狀，以片層相間的方式分布在馬氏體板條束之間。這些因素綜合作用的結(jié)果是中碳低合金鋼襯板材料強(qiáng)韌化的作用機(jī)理。
　　 摩擦磨損實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：中碳低合金鋼襯板材料在二次回火后的耐磨性比一次回火態(tài)提高了近10[％]。試驗(yàn)鋼摩擦系數(shù)隨載荷