悦鑫诚告诉你NM400耐磨钢板的组织与性能

       无锡悦鑫诚金属有限公司NM400耐磨钢板供应商,采用Ti- Cr- B 微合金化成分设计、奥氏体再结晶区直接轧制及淬火加低温回火的热处理工艺, 开发出低成本的NM400耐磨钢板利用光学显微镜( OM) 、扫描电镜( SEM) 、透射电镜( TEM) 等对其组织、性能、断口形貌及析出物进行了研究结果表明: 试验钢的组织主要为高密度位错板条马氏体及分布在板条上的碳化物; 抗拉强度 1 400 MPa, 表面硬度HV450, - 40 冲击功在60 J 以上; 钢板淬透性好, 厚度方向硬度分布均匀; 除固溶强化和细晶强化外, 马氏体板条上的大量位错以及10 nm 左右的Ti( C, N) 析出颗粒起到强烈的硬化作用; 经能谱分析, 断口韧窝处存在的第二相粒子主要为MnS 和Al2O3 颗粒, 尺寸在2 m 左右。

       与高锰钢、耐磨铸铁等耐磨材料相比, 低合金耐磨钢板具有更为优良的强韧性和耐磨性, 成本相对较低; NM400 由于具有高硬度和良好韧性, 同时又具有可焊性及可加工性, 因此得到应用，国外这种耐磨钢板的的销量一路看好，目前国内一些钢厂也开始逐渐投入此种耐磨钢板的生产和研发中，旨在降低合金添加种类和含量，降低生产成本，提高冲击韧性，在C- Mn 钢的基础上采用T i- Cr- B 微合金化的成分设计 , 在不添加Mo, Ni 等贵重金属元素的条件下, 充分利用C 的固溶强化作用和Mn, Cr 和B 能提高钢的淬透性的特点, 以及Ti具有细化晶粒及析出硬化作用, 采用奥氏体再结晶区直接轧制以及淬火加低温回火的热处理工艺, 开发出一种低成本的NM400耐磨钢板,在保证高硬度的同时还获得了良好的低温冲击韧性。NM400耐磨板

1 试验钢的成分及工艺
       采用真空感应熔炼获得150 kg 钢锭, 将其锻成80 mm 120 mm L 的方坯, 其化学成分( 质量分数, % ) 为: C 0.18~ 0.20, Si 0.2~ 0.5, Mn1.2~ 1.6, P 0.015, S 0.003, T i 0.015~ 0.02,Cr 0.18~ 0.20, B 0.002, Al 0.02 ~ 0. 04, O 0.0045, N 0.0045, Fe 余量。

       将方坯加热至1 200 , 保温120 min, 在450 mm 热轧试验机组上采用奥氏体再结晶区直接轧制工艺进行热轧，开轧温度为1 100~1 050 , 终轧温度> 950 , 累计压下率> 70%,压下规程为80 mm 61mm 43mm 31mm 23mm 17mm 14mm 12mm, 轧后空冷至室温热处理采用淬火+ 低温回火工艺, 奥氏体化温度范围为900~ 950 , 保温20~ 40 min 后水淬,回火加热温度为200~ 300 , 保温30~ 50min后空冷至室温用HV - 50A 型维氏硬度计测量宏观硬度, 在液压式材料试验机上进行拉伸试验, 在Inst ron 250HV 型落锤冲击试验机上进行低温冲击试验, 用LEICA- DMIRM 多功能光学显微镜和JSM- 5500LV 扫描电镜对显微组织及断口进行观察, 利用透射电镜对试样组织的精细结构进行观察。

2 试验钢的力学性能
       经奥氏体再结晶区轧制及淬火回火处理后,试验钢的表面硬度达到HV450 以上, 抗拉强度达到1 460MPa, 屈服强度为1 160 MPa, 延伸率为15% , - 20 和- 40 的冲击韧度分别为66 和62 J; 可见试验钢具有良好的硬度和韧性匹配，该试验钢在拉伸变形时无屈服平台, 具有较强的连续屈服能力; 钢板在厚度方向上硬度分布均匀, 良好的淬透性使钢板心部也能保持较高硬度, 可有效抵抗磨损而延长使用寿命。

3 试验钢的微观组织
3.1 显微组织

试验钢的显微组织主要为回火马氏体组织原晶粒内部被分割成多个不同延伸方向的马氏体束, 见图1a 中白色箭头所指区域; 同时可以观察到衬度不同马氏体块, 见黑色箭头所指区域细小碳化物弥散分布在板条内部和板条之间经XRD 检测, 没有检测到残余奥氏体组织从表面、厚度方向1/ 4 处、心部的显微组织中可以看出, 由于Mn, Cr, B 等元素的添加, 钢板表面到心部的马氏体组织较为完全, 晶粒大小差别不明显, 表面组织更为均匀。NM400耐磨板

4 结 论
1) 通过微合金化的成分设计, 不添加Mo, Ni等贵重金属元素, 采用直接轧制及淬火加回火工艺得到以板条马氏体为主要组织的低成本NM400耐磨钢板; 抗拉强度为1 460MPa, 屈服强度为1 160 MPa, 延伸率为15%, - 20 和- 40 的冲击功均在60 J 以上。

2) 钢板淬透性好, 表面维氏硬度超过HV450, 厚度方向硬度分布均匀

3) 除C 的固溶强化作用和T i 的细晶强化作用外, 尺寸在10 nm 左右的Ti( C, N) 析出颗粒弥散分布, 从而钉扎位错也产生强烈的硬化作用。NM400耐磨板

4) 拉伸断口和冲击断口韧窝处存在MnS 和Al2O3 脆性粒子, 但尺寸细小, 通过控制冶炼过程中的杂质可有效提高该耐磨钢板的强度和韧塑性.

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