Ti含量对耐磨钢相变行为及强韧性的影响

邓玉荣　邓想涛　吴昊　贾晔　王昭东

关键词：耐磨钢；TiC；相变行为；强韧性；微裂纹

0 前言

耐磨钢在矿山、冶金机械等领域有着广泛地应用。通常情况下，钢的耐磨性与硬度成正比，但随着硬度的增加，合金的成形性、焊接性和可加工性都有所下降。因此，在不增加硬度和不牺牲成形性的前提下改善低合金耐磨钢的耐磨性具有重要意义。高硬度的第二相均匀分布在相对较软的基体中能够提高材料耐磨性，因此在普通耐磨钢中引入碳化物或氧化物来提高材料耐磨性得到了科研工作者的广泛关注。TiC具有高熔点、高硬度、化学稳定性好以及与铁基基体间良好的润湿性等优点，通过Ti合金化成分设计，TiC粒子能够在钢液凝固过程中形成，粒子的引入无需复杂的工序，同时能够有效地提高耐磨钢的耐磨性，因此被广泛应用于耐磨钢中。在外加载荷100 N的干磨损条件下，TiC粒子体积分数为14.8%的TiC颗粒增强高锰钢基复合材料的干磨损性能是相同硬度下不含TiC粒子高錳钢的

3.75倍。在低合金耐磨马氏体钢中引入均匀分布的微米级TiC粒子，同样能够大幅提高马氏体耐磨钢的抗磨粒磨损性能，在相同硬度下能够将耐磨性能提高到常规低合金马氏体耐磨钢的1.5倍。

目前高钛耐磨钢中的微米级TiC粒子增强耐磨性这一方面已经得到广泛的研究和证实，然而高Ti含量对低合金耐磨钢相变行为的影响研究相对较少。在Ti质量分数为0.5%的TiC增强型耐磨钢中，提高耐磨性能的微米级TiC粒子主要是凝固末期从液相中析出的，凝固时形成的微米级TiC粒子会消耗基体中的C含量，导致材料的相变行为也会发生变化。……