莱钢科技-低合金耐磨钢的组织性能

PAGEPAGE13低合金耐磨钢的组织与性能刘春明，苗隽，王立军(东北大学材料与冶金学院,辽宁沈阳110819)摘要：低成本、高性能耐磨钢的需求增长及其开发都在进行中。本研究根据对耐磨钢性能的要求，试制了三种不同合金化方式的低合金耐磨钢，利用光学金相显微镜、透射电子显微镜、洛氏硬度计、万能材料试验机、夏氏冲击试验机和磨粒磨损实验机研究了其组织和性能，讨论了它们间的关系。结果表明：0.25C钢经不同工艺热处理后均获得了马氏体组织，并发生不同程度的自回火现象，硬度均大于45HRC，屈服强度大于1000MPa，抗拉强度大于1500MPa，并具有一定的塑性和韧性；在860℃淬火或920℃淬火并250℃回火后，实验钢的硬度、强度、塑性和韧性有最佳的配合，耐磨性最佳；V微合金化对钢的组织和性能没有明显影响。0.33C钢860℃或920℃奥氏体化后以等于或大于2.0℃/s的冷速连续冷却或风冷至室温，回火或不回火即可得到由贝氏体与马氏体组成的混合组织，硬度超过50HRC，屈服强度大于900MPa，抗拉强度大于1500MPa，有一定的塑性和韧性，耐磨性良好，与商用淬火-回火耐磨钢钢类似；关键词：耐磨钢；马氏体；贝氏体；磨粒磨损；磨损率中图分类号：TG142.1文献标识码：AMicrostructureandPropertiesofLowAlloyAbrasionResistantSteelLiuChun-ming,MiaoJun,WangLi-jun(SchoolofMaterialsandMetallurgy,NortheasternUniversity,Shenyang110819,P.R.China)Abstract:Increaseofdemandanddevelopmentofabrasionresistantsteelwithhighperformanceareinprogress.Inthepresentstudy,threetypesoflowalloyabrasionresistantsteelsalloyeddifferentconsiderationsweretrial-producedaccordingdemandonpropertiesofabrasionresistantsteel.Andtheirmicrostructuresandpropertieswereinvestigatedbyopticalmicroscopy,transmissionelectronmicroscopy,Rockwellhardnesstester,universaltestingmachine,Charpyimpacttestingmachineandgrainabrasiontesterandtherelationshipbetweenmicrostructureandpropertiesdiscussed.Theexperimentalresultsshowedthatallof0.25Ctypesteelsubjectedtodifferentheattreatmentsareobtainedmartensiticmicrostructureinwhichself-temperinghappened,andhavehardnesslargerthan45HRC,proofstrengthhigherthan1000MPa,tensilestrengthlargerthan1500MPaandacertainofplasticityaswellastoughness.Optimalcombinationofhardness,strength,plasticityandtoughness,andoptimalabrasionresistancecanbeobtainedfor0.25Ctypesteelsubjectedtotemperingat250oCafterwater-quenchedfrom860oCor920oC.MicroalloyingofVhasnoevidenteffectonmicrostructureandpropertiesofthesteel.0.33Ctypesteelsubjectedtocontinuouscoolingatcoolingratehigherthan2oC/sorblow-coolingtoroomtemperatureafteraustenizedat860oCor920oCcanobtainamixedmicrostructureconsistingofbainiteandmartensite,hasahardnesshigherthan50HRC,proofstrengthlargerthan900MPa,tensilestrengthlargerthan1500MPaandacertainofplasticityaswellastoughness,andanexcellentabrasionresistancesimilartothatofcommercialabrasionresistantsteelwhichmustbetemperedafteraustenized.However,abrasionresistanceofthesteelunderimpactconditionwillbebetterthanthatofthecommercialsteelbecauseithashigherwork-hardeningabilityandexcellentimpacttoughness.Thewearrateofthetestedsteelssubjectedtodifferentheattreatmentincreaseswiththegrainsizeofabrasivepaperandtheload.Theeffectofloadislarger,whileeffectofgrainsizeofabrasivepaperissmaller.Keywords:abrasionresistantsteel;martensite;bainite;grainabrasion;wearrate高锰钢是一种通用的铸造耐磨钢，由Hadfield(英)于1883年发明[1]。高锰钢热处理后具有单一奥氏体组织，韧性好，硬度不高，但具有高的加工硬化能力。使用过程中，当受强烈的冲击或挤压时，钢表面层组织发生加工硬化，硬度显著提高，使钢具有很高的耐磨性。由于使用条件的多样性和变化，高锰钢已不再是万能的耐磨钢，只有在高冲击条件下才能发挥最佳耐磨效果，而在低冲击条件下，由于不能充分加工硬化而使其变得不耐磨[2-5]。近年来，研究较多的耐磨钢是低碳低合金耐磨钢，其合金元素总量＜5%，主要合金元素有：锰、硅、铬、钼、镍等。对于耐磨钢，最主要的性能要求是硬度，还要有一定的塑性和适当的韧性及脆断抗力，较高的应变疲劳强度，良好的加工处理性能。但目前开发和生产的低碳低合金耐磨钢一般都采取热处理，以形成珠光体、贝氏体或马氏体组织[6-9]。即使这样，能够满足低成本、高性能需求的品种也不多。为此，本研究试制了三种低碳低合金耐磨钢板，测定了不同工艺处理后钢板的力学性能（硬度、强度、塑性和韧性）以及耐磨性，并结合组织观察讨论了处理工艺对力学性能和耐磨性影响的机理。1.实验用材料与方法实验用钢为采用50kg真空感应炉熔炼、模铸的低合金耐磨钢，其化学成分如表1所示。铸锭在1200℃均匀化后热轧成25mm厚的钢板，再利用线切割切成尺寸为80mm×80mm×25mm的热过程用试样。热过程包括（1）热处理——在860~1050℃的温度区间的某一温度奥氏体化30min后水冷淬火（WQ），部分试样淬火后在250℃和400℃保温1h回火(T)。（2）连续冷却处理——试样以20℃/s加热到1100℃保温10分钟奥氏体化后，以5℃/s冷却到900℃，再分别以0.5、1、2、3和4℃/s的冷速冷却到300℃，最后空冷至室温；（3）空冷或风冷及随后回火处理——试样以20℃/s加热到860或920℃保温30min表1实验钢的化学成分（质量分数，%）Table1Chemicalcompositionsoftestedsteels(massfraction,%)钢种CSiMnCrBVNPSAl10.250.611.630.67--0.00260.0100.0020.02920.250.621.580.63-0.120.01280.0120.0010.02430.331.581.590.790.00170.130.00680.0100.0030.042利用线切割在不同热过程处理后的钢板上沿垂直表面方向切取金相试样，尺寸为10×10×10mm；研磨、抛光并用4%硝酸酒精溶液腐蚀后，用OLYMPUS-GX71型倒置式光学金相显微镜观察金相组织。从用后的金相试样上线切割出透射电子显微镜（TEM）观察用薄片，经机械减薄和在8%高氯酸酒精电解溶液中双喷电解减薄后利用TecnaiG220型TEM观察钢板经不同热过程处理后的微观组织。不同热过程处理后试验钢板的硬度利用HRA-150型电动洛氏硬度计测定；强度和塑性测定按照国标GB/T228-2002（金属材料室温拉伸试验方法）规定制备拉伸试样，利用CMT5105电子万能试验机在室温下、以2mm/min的拉伸速度测定。-20℃和室温下的冲击韧性按照GB/T18658-2002规定制备标准夏比V型缺口冲击试样，利用JBW-500型摆锤式冲击试验机测定。耐磨性在ML-100型销盘式磨粒磨损实验机上进行；垂直于钢板表面截取试样，磨损面平行于钢板的轧制面；试验前用酒精清洗试样并吹干；磨料为颗粒尺寸分别为212m和140m的SiC砂纸，载荷分别为42N和84N；单次磨损行程为9m，试验机转数为60r/min，纵向进给量为4mm/r2实验结果与讨论2.11号和2号钢的实验结果与讨论图1为1号和2号钢热轧后空冷至室温的金相组织。可以看出，1号钢为铁素体和粒状贝氏体、2号钢为铁素体和珠光体的混合组织。两种钢的主要区别在于：2号钢采用0.12%V微合金化和含N量多了约0.01%。这本来是为了在2号钢中形成一些V的碳氮化物提高硬度和耐磨性而加入的，但反而对形成高硬度的显微组织不利，可能是由于V形成碳氮化物降低了碳在奥氏体中溶解量的结果。为了获得高硬度的组织，对实验钢进行淬火和淬火＋回火处理。(b)(a)(b)(a)图1热轧后空冷至室温的金相组织.(a)1号钢；(b)2号钢Fig.1Opticalmicrostructuresof(a)1#steeland(b)2#steelair-cooledtoroomtemperatureafterhot-rolled图2为1号钢分别在860、890、920、950、1000和1050℃保温30min奥氏体化后水冷淬火试样的金相组织。可以看出，不同温度奥氏体化后淬火组织均(c)(a)(b(c)(a)(b)(d)(f(d)(f)((e)图21号钢在不同温度保温30min奥氏体化后水冷淬火试样的金相组织图3为1号钢不同温度奥氏体化后水冷淬火并在250℃保温1h回火试样的金相组织。回火后组织没有显著变化，为回火板条马氏体组织。为了确认V微合金化和少量N的加入对淬火和回火组织的影响，对2号钢进行了类似实验研究，结果发现：相同热处理后2号钢的显微组织与1号钢(c)(b)(c)(b)(a)(f)(e)(d)(f)(e)(d)图31号钢在不同温度奥氏体化后淬火并250℃回火1h试样的 为了阐明组织变化的细节，对淬火和淬火后回火试样的显微组织进行了TEM观察。图4为2号实验钢分别在950℃、1000℃、1050℃奥氏体化后淬火和淬火并250℃回火1h试样的TEM观察结果。可以看出，实验钢淬火后组织确实为板条马氏体，并随奥氏体化温度升高，因原奥氏体晶粒变大，使得淬火后板条马氏体尺寸也增加。250℃回火后板条马氏体内部位错密度降低，同时有少量碳氮化物（如图5所示，(a)碳氮化物的TEM观察结果，(b)碳氮化物的EDX分析结果）。由EDX分析结果可知，钒和钛的含量较高，说明碳氮化物为钒和钛的混合碳氮化物；并且，虽然回火温度相同，但随奥氏体化温度升高，碳氮化物中钒和钛的含量降低，说明碳氮化物并非回火时析出的，而是原来存在的钒和钛的碳氮化物在奥氏体化时没有充分溶解。对奥氏体化后淬火并回火的 虽然各种条件热处理后1号钢和2号钢的显微组织没有明显差别，还是对其力学性能都进行了测试，结果分别如表2和3所示。由两表可知，各种热处理后两种钢的硬度都在45HRC以上，回火处理对硬度影响较小；回火后屈服强度增加，增加范围在90~230MPa之间，而抗拉强度稍有降低，降低范围在50~110MPa之间；相同热处理后两种钢的硬度和强度差别很小，但塑形和韧性的差别较大；平均来说，在相同条件热处理后1号钢的塑性和韧性优于2号钢。对各种热处理的两种钢在不同磨损条件下的磨损率也进行了测定，结果分别如表4和5所示。由表4中数据可知，在研究的奥氏体化温度范围内，在相同热处理条件下，1号钢试样在860℃奥氏体化处理后，磨损率最低，耐磨性最好；890℃奥氏体化后，磨损率最高，耐磨性最差；920℃奥氏体化处理试样的耐磨性与860℃奥氏体化处理的相近；当温度升高到950℃时磨损率再次增加，温度进一步升高，磨损率稍有下降。载荷对磨损率的影响较大，当载荷由42N升高到84N时，磨损率增加约30(c)(b)(a)(c)(b)(a)(f)(e)(d)(f)(e)(d)图4在950(a,b)、1000(c,d)和1050℃(e,f)奥氏体化30min后水冷淬火(a,c,e)和淬火并250℃回火1h(b,d,f)的2号钢试样显微组织的(b)(a)(b)(a)(d)(c)(d)(c)(f)(e)(f)(e)图5在950(a,b)、1000(c,d)和1050℃(e,f)奥氏体化30min后水冷淬火并250℃回火1h的2号钢试样中析出物的TEM形貌(a,c,e)和EDX分析结果Fig.5TEMmorphologies(a,cande)andEDXanalysisresults(d,dandf)ofprecipitatesin#2steelspecimenswater-quenchedfollowedbytemperingat250℃for1hafteraustenizedfor30minat950(a,b),1000(c,d)and1050℃(e,f)表2不同工艺热处理后1号钢的力学性能Table2Mechanicalpropertiesof#1steeltreatedbydifferentproceduresNo.热处理工艺硬度/HRC拉伸性能冲击韧性0.2/MPab/MPaA/%-20℃KEV/J1-1860℃30minWQ471120165012.4040.71-2860℃30minWQ+250℃1hT471270160013.6840.71-3890℃30minWQ471140167013.2050.11-4890℃30minWQ+250℃1hT451300158012.3246.81-5920℃30minWQ471080162011.0152.11-6920℃30minWQ+250℃1hT471240157011.3361.81-7950℃30minWQ451145166013.5656.41-8950℃30minWQ+250℃1hT461265155513.6851.91-91000℃30minWQ461125163012.8449.41-101000℃30minWQ+250℃1hT451255155013.049.61-111050℃30minWQ451140163512.3250.11-121050℃30minWQ+250℃471230152510.8444.5表3不同工艺处理后2号实验钢力学性能Table3Mechanicalpropertiesof#2steeltreatedbydifferentproceduresNo.热处理工艺硬度/HRC拉伸实验冲击实验σ0.2/MPaσb/PaA/%-20℃KKV2-1860℃×30min481140168010.9632.82-2860℃×30minWQ+250℃48131016208.9160.62-3890℃×30minWQ471020159013.8129.82-4890℃×30minWQ+250℃471250152012.0539.22-5920℃×30minWQ471120162013.6043.52-6920℃×30minWQ+250℃471240157013.1262.82-7950℃×30minWQ45103016005.7214.72-8950℃×30minWQ+250℃×1h46126015409.2824.12-91000℃×30minWQ451130166012.8021.92-101000℃×30minWQ+250℃×1hT451260155012.9619.22-111050℃×30minWQ461070163013.2029.52-121050℃×30minWQ+250℃×1hT461265155013.8434.2表4经不同工艺热处理后1号钢在不同磨损条件下的磨损率（mg/m）Table4Wearrateof#1steelspecimensubjecteddifferentheattreatmentsunderdifferentwearingconditionsNo.热处理工艺硬度/HRC磨损条件砂纸粒度(212砂纸粒度(14084N42N84N42N1-1860℃4712.7417.73311.0896.5741-2860℃30minWQ+250℃4713.4788.11911.6306.7961-3890℃4715.4728.15011.7947.2671-4890℃30minWQ+250℃4515.3009.81712.9948.2391-5920℃4713.0418.91111.4007.4261-6920℃30minWQ+250℃4712.1417.58210.8007.1711-7950℃4514.0568.91711.7398.1441-8950℃30minWQ+250℃4613.7679.05011.9788.1941-91000℃4612.2728.15611.1786.9221-101000℃30minWQ+250℃4514.2509.24411.2007.5391-111050℃4512.6788.20610.6446.7441-121050℃30minWQ+250℃4713.4898.93911.0787.828表5经不同工艺处理后2号钢在不同磨损条件下的磨损率(mg/m)Table5Wearrateof#2steelspecimensubjecteddifferentheattreatmentsunderdifferentwearingconditionsNo.热处理工艺硬度/HRC磨粒磨损条件砂纸粒度(212μm)砂纸粒度(140μm)84N42N84N42N2-1860℃×30min4812.8377.35911.3267.2182-2860℃×30minWQ+250℃4812.8827.82211.0487.3182-3890℃WQ×30min4713.50010.70011.9119.3562-4890℃×30minWQ+250℃4714.44411.07813.1899.6892-5920℃×30min4712.3377.27010.9926.9002-6920℃×30minWQ+250℃4712.9818.04411.5966.9672-7950℃×30min4513.7338.37812.7007.1062-8950℃×30minWQ+250℃4614.1619.63312.2118.0002-91000℃×30min4513.0678.15011.0176.5172-101000℃×30minWQ+250℃4512.9399.33311.2067.2392-111050℃×30min4612.3117.81111.4446.9222-121050℃×30minWQ+250℃4612.5898.90010.7117.2332.23号钢的实验结果与分析图6为连续冷却处理3号钢试样的金相组织。可以看出，当冷速较慢时（0.5℃/s、1.0℃/s）组织为铁素体/珠光体+贝氏体（上贝氏体、下贝氏体）+马氏体的混合组织；当冷速2℃/s时即可避开铁素体和珠光体转变区直接进入贝氏体转变区，组织为上贝氏体+下贝氏体+马氏体的混合组织；当冷速继续增加到3℃/s时，组织中贝氏体的数量进一步减少，减少的贝氏体组织被板条马氏体取代；当冷速增加到图7为连续冷却处理3号钢试样显微组织的TEM形貌。可以看出，与金相观察一致，当冷速较低（≦1.0℃/s）时，组织中有铁素体/珠光体、上贝氏体、下贝氏体、板条马氏体和少量孪晶马氏体；当冷速为2.0℃/s时，组织中没有观察到铁素体和珠光体，而是由贝氏体和板条马氏体组成的混合组织，板条马氏体发生了自回火现象，板条内部有ε-碳化物析出；当冷速增为4.0℃(b)(a)(b)(a)(c)(d)(e)(c)(d)(e)图6连续冷却处理3号钢试样的金相组织.(a)0.5℃/s；(b)1.0℃/s；(c)2.0℃/s；(d)3.0Fig.6Opticalmicrostructuresof#3steelspecimenstreatedbycontinuouscooling(b)(a)(b)(a)(e)(d)(c)(e)(d)(c)(i)(g)(f)(i)(g)(f)图7连续冷却处理3号钢试样显微组织的TEM形貌(a)~(e)1.0℃/s;(f)、(g)2.0℃/s;(i)Fig.7TEMpicturesofmicrostructuresof#3steelspecimenstreatedbycontinuouscooling图8为3号钢在连续冷却条件下硬度随冷速变化曲线。可以看出，随冷速增加，硬度明显增加，与显微组织随冷速的变化是一致的。图8连续冷却条件下3号钢的硬度随冷速的变化Fig.8Variationofhardnesswithcoolingrateundercontinuouscoolingfor#3steel图9为3号钢920℃奥氏体化后空冷和空冷并回火试样的金相组织。可以看出，空冷后，组织中有少量铁素体存在；这是由于空冷冷速较慢，转变初期仍然会发生铁素体转变，而后随温度下降直接进入贝氏体转变区(b)(c)(a)(b)(c)(a)图9920℃奥氏体化后空冷和空冷并回火3号钢试样图10为3号钢920℃奥氏体化后空冷试样显微组织的TEM形貌。可以看出，与金相观察结果一致，组织中有多边形铁素体、孪晶马氏体、板条马氏体、无碳化物贝氏体（Carbide-FreeBainite,CFB）)和以薄膜状及小块状分布在贝氏体板条间的残余奥氏体。这里将(c)(a)(b)(c)(a)(b)(d)(e)(d)(e)图10920℃奥氏体化后空冷3号钢试样显微图11为3号钢920℃奥氏体化后风冷和风冷并回火试样的金相组织。可以看出，风冷后显微组织为贝氏体和马氏体的混合组织；250℃回火后，显微组织没有发生显著变化，为回火马氏体和贝氏体的混合组织，上贝氏体板条束变得不规则；随回火温度升高到400℃，贝氏体板条不规则程度增大。由于风冷过程中冷速较快，试样直接进入贝氏体转变区，而没有铁素体和珠光体转变发生。同时，冷速较快使得试样通过贝氏体转变区时间较短，有(c)(a)(b)(c)(a)(b)图11920℃奥氏体化后风冷(a)和风冷并250℃(b)和400℃(c)回火Fig.11Opticalmicrostructuresof#3steelspecimensblow-cooled(a)andtemperedat250℃(b)and400℃(c)图12为3号钢920℃奥氏体化后风冷试样显微组织的TEM观察结果。可以看出，显微组织中有少量孪晶马氏体、板条马氏体、无碳化物贝氏体和分布于贝氏体板条束及板条界和板条内的残余奥氏体(暗场像，DarkField,DF)。TEM分析表明，在无碳化物贝氏体/马氏体复相组织中，不仅马氏体板条间、贝氏体和马氏体的界面上存在残余奥氏体膜，而且贝氏体片条间及构成片条的亚片条间、乃至构成亚片条的亚单元间也存在残余奥氏体膜。对显微组织细节的测量结果表明，贝氏体片条宽1-2μm，由400-500nm宽(b)(a)(b)(a)(d)(c)(d)(c)图12为920℃奥氏体化后风冷3号钢试样显微组织的TEMFig.12TEMmorphologiesofmicrostructuresof#3steelspecimensblow-cooledafteraustenizedat920℃.(a)lathmartensite;(b)twinmartensite;(c)lathlikeupperbainite;(d)DFofretainedaustenitein(c)对3号钢860℃奥氏体化后空冷和空冷并回火以及风冷和风冷并回火试样的组织也进行了仔细观察，组织转变特征与920℃奥氏体化后的基本一致。为分析奥氏体化温度是否对性能有明显影响，对两个温度奥氏体化后的各种试样均进行了性能测试。表6和表7分别为奥氏体化后空冷、风冷和随后回火试样的力学性能。可以看出，奥氏体化温度和回火及其温度对实验钢空冷和风冷以及随后回火试样力学性能的影响没有单调的关系，即空冷和风冷后250℃和400℃回火，硬度均略有增加，塑性（延伸率）均有所降低，但空冷试样的屈服强度和冲击韧性因奥氏体化温度和回火温度而变化，抗拉强度降低；而风冷试样的强度均因回火而明显增加，对860℃奥氏体化风冷的试样，冲击韧性因250℃回火而略有降低，表6不同温度奥氏体化后空冷和空冷并回火3号钢的力学性能Table6Mechanicalpropertiesof#3steelspecimensair-cooledandtemperedafterair-cooled,witchwereaustenizedatdifferenttemperatures热处理工艺硬度/HRC拉伸实验冲击实验0.2/MPab/MPaA/%AKV/J860℃×41810140019.344920℃44860141019.641860℃×30minAC+250℃48760115014.240920℃×30minAC+250℃46735116016.460860℃×30minAC+47890114013.438920℃×30minAC+40047930118015.270表7不同温度奥氏体化后风冷和风冷并回火3号钢的力学性能Table7Mechanicalpropertiesof#3steelspecimensblow-cooledandtemperedafterblow-cooled,witchwereaustenizedatdifferenttemperatures热处理工艺硬度/HRC拉伸实验冲击实验0.2/MPab/MPaA/%AKV/J86051935151014.150920℃51885154015.254860℃×30minBC+250531270170011.447920℃×30minBC+25541250169011.755860℃×30minBC+400521590169011.546920℃×30minBC+40531530177011.353为了澄清这种合金化和组织结构低合金钢的耐磨性，对3号钢上述处理后的耐磨性能进行了表征，结果分别如表8和表9所示。可以看出，载荷的变化对磨损率的影响较大，而砂纸粒度的变化影响较小。当砂纸粒度一定时，载荷由42N增加到84N时，磨损率增加约40%~65%；当载荷一定时，砂纸粒度由140μm增加到212μm时，磨损率仅增加约1%~16%。。奥氏体化温度的升高对磨损率的影响很小，当奥氏体化温度由860℃增加到920℃时，在空冷未回火的处理条件下，磨损率几乎不变。当试样经250℃回火后，由于试样的硬度增加，其磨损率明显降低：在砂纸粒度较大的条件下，降低19%~21%，在砂纸粒度较小的条件下，降低10表8不同温度奥氏体化后空冷和空冷并回火3号钢在不同磨损条件下的磨损率(mg/m)Table8Wearrateof#3steelspecimensair-cooledandtemperedafterair-cooledunderdifferentwearingconditions,whichwereaustenizedatdifferenttemperatures(mg/m)热处理工艺硬度/HRC磨粒磨损条件砂纸粒度(212μm)砂纸粒度(140μm)84N42N84N42N860℃×30minAC4116.45010.92214.8789.834920℃4416.47810.67814.3679.656860℃×30minAC+2504813.3118.57813.0708.528920℃×30minAC+250℃×1h4613.9788.81113.1118.534860℃×30minAC+4004714.0008.60013.2898.418920℃×30minAC+4004713.8118.92813.3618.489表9不同温度奥氏体化后风冷和风冷并回火3号钢在不同磨损条件下的磨损率(mg/m)Table9Wearrateof#3steelspecimensblow-cooledandtemperedafterblow-cooledunderdifferentwearingconditions,whichwereaustenizedatdifferenttemperatures(mg/m)热处理工艺硬度/HRC磨粒磨损条件砂纸粒度(212μm)砂纸粒度(140μm)84N42N84N42N8605113.6678.49513.0338.389920℃5113.4679.63312.9898.267860℃×30minBC+2505312.9678.25612.0897.878920℃×30minBC+5412.6898.32212.4227.556860℃×30minBC+4005212.8568.34412.3787.767920℃×30minBC+405312.7118.27812.5787.4223结论(1)1号和2号钢在不同温度奥氏体化后水冷淬火或淬火并回火后均获得板条马氏体组织，硬度超过45HRC，屈服强度大于1000MPa，抗拉强度大于1500MPa，并具有一定的塑性和韧性。回火没有使马氏体完全分解，屈服强度大约增加90230MPa，而抗拉强度下降50110MPa。V和N的微合金化对钢的组织和性能没有明显影响；在相同条件热处理后1号钢的塑性和韧性略优于2号钢。(2)不同工艺处理的1号和2号钢在不同磨损条件下的磨损率虽然不同，但相同条件处理后二者间差别不大，即V微合金化的作用不明显。(3)3号钢奥氏体化后以等于或大于2.0℃/s的冷速连续冷却或风冷至室温，即可得到由贝氏体与马氏体组成的混合组织，回火或不回火就供磨损，耐磨性就与淬火-回火商用钢类似。但由于具有高的加工硬化能力和良好的冲击韧性，在冲击条件下3号钢的耐磨性会优于商用钢(4)磨损条件是影响磨损率的重要因素，其中载荷的影响较大，而磨粒的影响较小。当试验载荷增加一倍时，磨损率增加约50%，而磨粒尺寸从140μm增加到212μm时，磨损率只增加约10%。参考文献：[1]何奖爱，王玉玮.材料磨损与耐磨材料[M].沈阳：东北大学出版社，2001，181-191.(HeJiang-ai,WangYu-wei.Materialabrasionandwearresistancematerial[M].Shenyang:NortheasternUniversityPress,2001,181-191.)[2]赵金山，党君鹏，许科敏.提高高锰钢衬板质量的探索及实践[J].中国铸造装备与技术，2009，(3):38-39.(ZhaoJin-shan,DangJun-peng,XuKe-min.ExploreandpracticeinimprovingthequalityofliningplateofhighMnsteel[J].ChinaFoundryMachinery&Technology,2009,(3):38-39.)[3]ManchangGui,SukBongKang,JungMooLee.WearofspraydepositedAl–6Cu–Mnalloyunderdryslidingconditions[J].Wear,2000,240(1-2):186-198.[4]严伟林，方亮，郑战光.加工硬化对高锰钢磨料磨损性能的影响[J].铸造技术，2008，29(6):798-802.(YanWei-lin,FangLiang,ZhengZhan-guang.EffectofworkhardeningonwearbehaviorofHadfieldSteel[J].FoundryTechnology,2008,29(6):798-802.)[5]何奖爱，顾林豪，辛启斌.铬对含硼高锰钢组织和性能的影响[J].铸造，2006，55(12):1283-1286.(HeJiang-ai,GuLin-hao,XinQi-bin.Effectofchromiumcontentonstructureandpropertiesofhighmanganesesteelwithtraceboron[J].Foundry,2006,55(12):1283-1286.)[6]ZhengYG,YuH,JiangSL,etal.HYPERLINK