【摘要】：我國(guó)的耐磨鋼球生產(chǎn)技術(shù)水平相對(duì)較為落后,生產(chǎn)的磨球普遍存在著質(zhì)量差、壽命短的問(wèn)題,極大地加劇了礦業(yè)消耗。因此,制備高性能的磨球,具有十分重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)意義。針對(duì)某工廠鍛制Φ140 mm B3鋼球在生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的裂紋和硬度梯度過(guò)大(≥5 HRC)兩種缺陷,本文利用金相組織觀察、SEM微觀形貌觀測(cè)、原材料成分能譜分析、力學(xué)性能檢測(cè)等手段進(jìn)行缺陷成因探討和研究,并通過(guò)研究B3鋼奧氏體轉(zhuǎn)變溫度、加熱溫度、淬火溫度、冷卻介質(zhì)濃度、冷卻介質(zhì)流速等幾個(gè)方面對(duì)鋼球組織及性能的影響,采用正交試驗(yàn)法對(duì)B3鋼球熱處理工藝進(jìn)行優(yōu)化,以制備高性能的大直徑B3鍛球。檢測(cè)分析結(jié)果表明:B3鋼原材料組織為珠光體和少量的鐵素體,無(wú)帶狀組織,含有少量孔洞與夾雜物,但夾雜物尺寸在正常范圍內(nèi),并不影響鋼材的使用。試制的小批量B3鍛球表層組織主要為針狀馬氏體和少量鐵素體,心部組織中除馬氏體外,還存在一定量的大塊團(tuán)狀托氏體和大塊羽毛狀貝氏體組織。裂紋宏觀形態(tài)主要呈垂直表面向中心延伸擴(kuò)展,止于球心附近,微觀形貌沿晶界及粗大貝氏體進(jìn)行擴(kuò)展。裂紋產(chǎn)生于淬火冷卻后期馬氏體轉(zhuǎn)變過(guò)程中。研究結(jié)果表明:熱處理過(guò)程中的冷卻介質(zhì)流速和淬火溫度是造成裂紋、硬度梯度過(guò)大的主要因素,淬火溫度高、冷卻介質(zhì)流速快,裂紋廢品率較低,但硬度分布不均勻;反之,裂紋廢品率高,但硬度分布較均勻。通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)法優(yōu)化后的Φ140 mm B3鍛球最終生產(chǎn)工藝為:下料(Φ100×183 mm)—加熱(1050℃,40s)—750 kg空氣錘鍛打成形(半球砧錘擊35~40次)—空冷(沿滾道,200s)—淬火(810℃,快速水冷)—出水(120~150℃),停留5s—二次冷卻(135s)—出水(70~90℃)—入簍停留—回火(180℃,10~20 h)—入庫(kù)。與試制的鍛球情況相比,工藝優(yōu)化后的Φ140 mm B3鋼球(試產(chǎn)80噸)無(wú)開(kāi)裂情況,組織良好,整體較為均勻一致,可獲得較多細(xì)針狀馬氏體,硬度高且硬度梯度小(心部≥57 HRC,表面≥60HRC,最大硬度差≤3 HRC),沖擊韌性良好(沖擊韌性值≥27 J/cm~2),達(dá)到了客戶要求。
【圖文】：

在地球上的儲(chǔ)量十分豐富，與其他合金鑄造磨球相比，的價(jià)格較為低廉，因此，國(guó)內(nèi)外對(duì)此研究較為廣泛。化學(xué)成分不同，鑄鋼磨球主要有鑄造普通碳鋼磨球、鑄造合磨球微觀組織形態(tài)的改善，可通過(guò)合金化及鑄造后熱處理等得磨球性能提高，滿足用戶需要。此外，由于鑄造鋼球的性在使用過(guò)程中容易破損，因此生產(chǎn)及應(yīng)用較少[8]。制磨球軋制工藝始于 19 世紀(jì) 50 年代，由前蘇聯(lián)使用發(fā)展起來(lái)[9]。所軸線交叉但不共面的軋輥組成，作業(yè)時(shí)軋輥各自繞自身軸線也稱作鋼球斜軋工藝，如圖 1-1 所示。軋制的原理是通過(guò)兩根進(jìn)行加工，從而產(chǎn)生向前的力使得制件也跟著發(fā)生旋轉(zhuǎn)，帶方式又稱作螺旋軋制。隨后，美國(guó)、日本等國(guó)家也相繼對(duì)鋼了研究、發(fā)展與推廣。我國(guó)對(duì)斜軋成形工藝的研究始 1958 年學(xué)院、北京鋼鐵學(xué)院等機(jī)構(gòu)合作進(jìn)行，所用軋機(jī)設(shè)備由前蘇

在地球上的儲(chǔ)量十分豐富，與其他合金鑄造磨球相比，，的價(jià)格較為低廉，因此，國(guó)內(nèi)外對(duì)此研究較為廣泛�；瘜W(xué)成分不同，鑄鋼磨球主要有鑄造普通碳鋼磨球、鑄造合磨球微觀組織形態(tài)的改善，可通過(guò)合金化及鑄造后熱處理等得磨球性能提高，滿足用戶需要。此外，由于鑄造鋼球的性在使用過(guò)程中容易破損，因此生產(chǎn)及應(yīng)用較少[8]。制磨球軋制工藝始于 19 世紀(jì) 50 年代，由前蘇聯(lián)使用發(fā)展起來(lái)[9]。所軸線交叉但不共面的軋輥組成，作業(yè)時(shí)軋輥各自繞自身軸線也稱作鋼球斜軋工藝，如圖 1-1 所示。軋制的原理是通過(guò)兩根進(jìn)行加工，從而產(chǎn)生向前的力使得制件也跟著發(fā)生旋轉(zhuǎn)，帶方式又稱作螺旋軋制。隨后，美國(guó)、日本等國(guó)家也相繼對(duì)鋼了研究、發(fā)展與推廣。我國(guó)對(duì)斜軋成形工藝的研究始 1958 年學(xué)院、北京鋼鐵學(xué)院等機(jī)構(gòu)合作進(jìn)行，所用軋機(jī)設(shè)備由前蘇
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG315

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2608152