基本信息
- 項目名稱：
- 一種高韌性低合金耐磨襯板的研制研究
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 自然科學類學術論文
- 簡介：
- 通過對國外各種耐磨材料組織分析觀察并進行了測試，確定個元素含量對材料性能的影響，從而研究一種成本、性能、壽命更合理的耐磨材料。
- 詳細介紹：
- 由于高錳鋼襯板在實際應用中存在一些問題,一是其在落煤斗應用時,不能充分發(fā)揮其沖擊強化性能,由于合金成分使其韌性過低，也不利于發(fā)揮其沖擊強化性能;二是高錳鋼襯板在使用中易形成塑性流變,使襯板因變形而失效;三是使用壽命短,這在特大型磨機上的表現尤為突出,一般只有8～16個月.而中合金鋼襯板的使用壽命雖為高錳鋼襯板的1.5倍,但其在大型或特大型磨機一倉中的安全系數較低,易發(fā)生脆性斷裂等.國內許多煤礦所使用的耐磨襯板都是進口材料，其使用性能遠高于國內材料，但價格也要遠高于國內耐磨材料的價格。 本文通過對國外各種耐磨材料組織分析觀察并進行了測試，確定個元素含量對材料性能的影響，從而研究一種成本、性能、壽命更合理的耐磨材料。本文創(chuàng)新點是所研究的耐磨抗沖擊材料為低合金，選擇Cr巧型高鉻鑄鐵作為復合襯板耐磨層，其耐磨性可達同工況下高錳鋼的2倍以上；通過加入孕育劑變質處理，細化了晶粒，改善了組織中碳化物形態(tài)和分布，增加了M7C3型碳化物的比例，使沖擊韌性顯著提高，具有高強度和好的韌性的熱處理工藝制度給出了工業(yè)生產試制的工藝參數原型，降低了制造成本。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 國內許多煤礦所使用的耐磨襯板都是進口材料，其使用性能遠高于國內材料，但價格也要遠高于國內耐磨材料的價格。為此,本文重點推薦一種既耐磨又抗沖擊的新型襯板--高韌性低合金耐磨襯板。 通過對國外常用耐磨襯板材料的性能測試和微觀組織成分觀察分析確定各合金元素對材料性能的作用，確定所研制材料的合金元素及含量，從而提出一種韌性耐磨度更高的耐磨材料制備方案。
科學性、先進性及獨特之處
- 本文創(chuàng)新點是所研究的耐磨抗沖擊材料為低合金，選擇Cr巧型高鉻鑄鐵作為復合襯板耐磨層，其耐磨性可達同工況下高錳鋼的2倍以上；通過加入孕育劑變質處理，細化了晶粒，改善了組織中碳化物形態(tài)和分布，增加了M7C3型碳化物的比例，使沖擊韌性顯著提高，具有高強度和好的韌性的熱處理工藝制度給出了工業(yè)生產試制的工藝參數原型，降低了制造成本。
應用價值和現實意義
- 在設計的成分下，耐磨鋼鑄態(tài)組織為奧氏體+少量鐵素體+碳化物，退火后的組織為貝氏體+馬氏體。隨著Cr、W元素含量的增加，抗磨鋼硬度有增大的趨勢，退火后材料硬度進一步增大，而且其韌性有了很大的提高，所設計材料是低合金鋼其生產成本與國內耐磨襯板材料的相當，但其耐磨性和韌性都比國內耐磨材料高出幾倍，節(jié)省了煤礦的材料購買成本。
學術論文摘要
- 高錳鋼在我國工業(yè)大型工礦機械上得到普遍應用.但高錳鋼襯板在實際應用中也存在一些問題,一是其在落煤斗上應用時,不能充分發(fā)揮其沖擊強化性能;二是高錳鋼襯板在使用中易形成塑性流變,使襯板因變形而失效;三是使用壽命短。許多煤礦所使用的襯板為高價進口材料。為此,該小組通過對國內外不同材料組織性能的觀察分析研究出一種既耐磨又抗沖擊的新型襯板—低合金耐磨襯板. 在設計的成分下，耐磨鋼鑄態(tài)組織為奧氏體+少量鐵素體+碳化物，隨著Cr、W元素含量的增加，抗磨鋼硬度有增大的趨勢，退火后材料硬度進一步增大，而且其韌性有了很大的提高。所設計材料的生產成本與國內耐磨襯板材料的相當，但其耐磨性和韌性都比國內耐磨材料高出幾倍，節(jié)省了煤礦的材料購買成本。
獲獎情況
- 在山東科技大學校團委組織的“挑戰(zhàn)杯”比賽中獲校二等獎
鑒定結果
- 山東科技大學校團委“挑戰(zhàn)杯”校二等獎
參考文獻
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同類課題研究水平概述
- 西歐、美國由于磨料磨損的金屬材料消耗年均耗費達數十億美元，因此不少國家大力研制高耐磨備件，特別是高鉻鑄鐵備件。美國Cr巧Mo3制造破碎機滾輪、礦山用沖擊錘、離心機外殼和轉子等，還用高鉻鑄鐵生產帶內外筋片的換熱器、燒結爐料盤和爐條、燃燒器噴嘴、玻璃瓶模具及發(fā)動機的閥座。日本伊藤機工株式會社等開發(fā)Cr25系列生產高爐小鐘、料斗和爐柵等;日本新日鐵公司設備與機械部和八蟠廠的技術研究實驗室合作，用高鉻鑄鐵作為高爐耐磨內襯材料;前蘇聯研制的高Cr一Mn白口鑄鐵件，其壁厚可達20omm的球磨機襯板，淬火硬度可達HRc60一62。世界各國公認高錳鋼(Mnl3)是一種以高韌性沖擊硬化著稱的材料，但在低沖擊載荷條件下使用，卻不能發(fā)揮潛在的沖擊硬化能力，己逐步被高鉻鑄鐵所取代，如破碎機用的錘頭、反擊條等。在歐美各國，高鉻鑄鐵還用于熱軋帶鋼精軋前段(F1一F3)工作輥，歐洲約60%熱連軋機的工作輥采用高鉻鑄鐵，德國采用含CrZO%白口鑄鐵制作冷軋工作輥，其硬度可達HSgO以上。日本研究制造高鉻鑄鐵軋輥以代替部分半鋼軋輥，英國米藍德軋輥公司也積極在世界各地推銷高鉻鑄鐵軋輥 [9] .
