钒微合金化对低合金耐磨钢组织与性能的影响

MIAO Juan, LIU Zhi-pu, WANG Qun-jiao, XU Yong, MIN Hong-gang, ZHOU Yan-feng, ZHAO Di, WU Gang

内容导读

为了研究钒微合金化对低合金耐磨钢组织和性能的影响，在低碳低合金耐磨钢中添加0.13%的钒，通过光学显微镜(OM)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、室温拉伸实验、-20 ℃低温冲击实验、布氏硬度实验等手段研究了钒微合金化对低碳低合金耐磨钢的微观组织和性能的影响。结果表明：实验钢经同一条件处理后均得到回火马氏体组织，马氏体板条中均有ε-碳化物析出，2#钢组织中有V的碳氮化物析出；实验钢均达到了国家标准中NM450级别耐磨钢要求。V合金化处理对实验钢的组织和性能的影响不明显，反而增加了合金成本；磨损条件和耐磨钢是影响耐磨钢磨损性能的主要因素，磨损机理均为磨削磨损。

耐磨钢的发展经历了从高锰钢、超高锰钢到低碳钢、中合金耐磨钢的过程[1-3]。高锰钢在高冲击载荷条件下加工硬化可使其组织转变，强度、硬度、耐磨性增加，因而长期被作为通用的耐磨钢。但随着使用条件和成形条件的变化，高锰钢不再是通用的耐磨钢[4-7]，逐渐被低碳钢、中合金耐磨钢所取代。这一类耐磨钢主要是通过合金元素进行成分优化，通过合理的热处理工艺获得马氏体、贝氏体以及贝氏体-马氏体混合组织，得到高强度高硬度来提高耐磨性，同时由于低碳钢、中合金耐磨钢具有合金含量低(≤5%)、综合性能良好、生产灵活方便、价格便宜等特点，广泛应用于矿山机械、工程机械、铁路运输等领域[8-10]。

本文针对本钢开发耐磨钢的实际需求，为了实现成本控制和性能控制的双赢，对合金元素与组织和性能的关系以及最终对耐磨钢耐磨性影响因素和机理做了相应的研究，达到低成本高性能的需求。……