硅含量和熱處理工藝對低合金耐磨鋼力學性能的影響
耐磨材料研究中長期存在著強韌性和耐磨性的矛盾，如何解決這個矛盾，開發(fā)出強韌性與耐磨性都優(yōu)異的新型耐磨材料仍然是目前研究部門和生產部門急需解決的問題。低合金馬氏體耐磨鋼的硬度和強度高，沖擊韌度也較好，并可以通過調整成分和熱處理工藝來調節(jié)其綜合力學性能以滿足服役條件的需要，因此國內外均加強了對低合金馬氏體耐磨鋼的研究與開發(fā)。本文在接近實際工況的條件下，針對一種中碳SiMnCr鋼，研究了Si元素和回火溫度對其力學性能的影響。
實驗用中碳低合金SiMnCr耐磨鋼的化學成分(質量分數，%)為：0.32C，0.85Mn，2.25Cr，0.28Mo，Si分別為1.35、1.84和2.35。鑄鋼采用堿性中頻感應電爐熔煉，并澆注成楔形試樣，最后在楔形試樣底部采用線切割加工成10.5mm×10.5mm×55mm無缺口試樣。鑄態(tài)試樣在SRJX-4-15箱式電阻爐內進行不同溫度(850、880和920℃)保溫1h油冷+250℃×2h空冷的熱處理，然后將試樣加工成10mm×10mm×55mm無缺口沖擊試樣，用JB30B沖擊試驗機測試材料的沖擊韌度。隨Si含量升高，實驗鋼的硬度逐漸升高，但變化并不顯著；沖擊韌度先緩慢升高，在wSi=1.84%時達到最高值(180J/cm2)，隨Si含量的進一步增多，沖擊韌度顯著降低。淬火溫度對實驗鋼的硬度幾乎沒有影響，硬度值均在50.5HRC左右；隨淬火溫度的升高，實驗鋼的沖擊韌度先升高后降低，綜合考慮實驗鋼硬度和韌性的配合，可以得出，wSi=1.84%的實驗鋼經880℃淬火和250℃回火后可以獲得硬度與沖擊韌度的優(yōu)良配合。實驗鋼經過淬火、低溫回火熱處理后的顯微組織均為回火馬氏體和少量殘余奧氏體。wSi=1.84%的實驗鋼經880℃淬火+250℃回火后的沖擊斷口形貌特征為微孔聚集型斷裂，即韌窩斷裂；wSi=2.35%實驗鋼經880℃淬火+250℃回火后的沖擊斷口形貌特征為準解理斷裂，有少量的韌窩存在。
實驗用中碳低合金SiMnCr耐磨鋼的化學成分(質量分數，%)為：0.32C，0.85Mn，2.25Cr，0.28Mo，Si分別為1.35、1.84和2.35。鑄鋼采用堿性中頻感應電爐熔煉，并澆注成楔形試樣，最后在楔形試樣底部采用線切割加工成10.5mm×10.5mm×55mm無缺口試樣。鑄態(tài)試樣在SRJX-4-15箱式電阻爐內進行不同溫度(850、880和920℃)保溫1h油冷+250℃×2h空冷的熱處理，然后將試樣加工成10mm×10mm×55mm無缺口沖擊試樣，用JB30B沖擊試驗機測試材料的沖擊韌度。隨Si含量升高，實驗鋼的硬度逐漸升高，但變化并不顯著；沖擊韌度先緩慢升高，在wSi=1.84%時達到最高值(180J/cm2)，隨Si含量的進一步增多，沖擊韌度顯著降低。淬火溫度對實驗鋼的硬度幾乎沒有影響，硬度值均在50.5HRC左右；隨淬火溫度的升高，實驗鋼的沖擊韌度先升高后降低，綜合考慮實驗鋼硬度和韌性的配合，可以得出，wSi=1.84%的實驗鋼經880℃淬火和250℃回火后可以獲得硬度與沖擊韌度的優(yōu)良配合。實驗鋼經過淬火、低溫回火熱處理后的顯微組織均為回火馬氏體和少量殘余奧氏體。wSi=1.84%的實驗鋼經880℃淬火+250℃回火后的沖擊斷口形貌特征為微孔聚集型斷裂，即韌窩斷裂；wSi=2.35%實驗鋼經880℃淬火+250℃回火后的沖擊斷口形貌特征為準解理斷裂，有少量的韌窩存在。
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