中碳铬钼钢衬板热处理工艺及组织优化(附件)【字数：10743】
球磨机在对矿料进行粉碎处理时，由于大量的矿石的摩擦冲击，球磨机的衬板在工作时遭到的磨损十分严重。铬钼钢衬板深受机械加工行业喜爱的原因在于它的优良淬火性能，不仅可以进行深度的淬火，而且对于回火脆性有很少的倾向，在高温加工时的性能优越，美观性大于其他材料等等。 本课题对中碳铬钼钢衬板的热处理工艺及组织优化进行了实验分析，研究热处理对铬钼钢的组织及性能的影响，采用实验与理论分析相结合的方法去，来获得使其拥有高耐磨性的最佳热处理工艺参数。首先对中碳铬钼钢进行不同温度的淬火热处理，再对其进行同温度的高温回火处理，然后将热处理后的中碳铬钼钢试样用5%的硝酸酒精溶液进行抛光腐蚀，最后对其表面组织进行观察和性能测试，根据表面组织变化和性能检测结果，得知中碳铬钼钢在800℃ 到900℃ 淬火处理550℃ 回火处理的情况下拥有良好的强度和硬度，而且塑形和韧性都十分优异。关键词磨损；中碳铬目钢衬板；热处理；耐磨性Abstract
Keywords: Wear and tear； Carbon chrome mesh steel liner plate； Heat Treatment；Wear； 目录
第一章 绪论 1
1.1 研究的背景及现实意义 1
1.2 研究目标 2
1.3磨损机理研究情况 2
1.4衬板的研究与发展 2
1.5 热处理现状与发展趋势 3
1.5.1淬火与回火 6
1.5.2铬钼合金钢热处理工艺的研究现状 8
1.6 本文的主要研究内容 9
第二章 实验设计与方法 11
2.1实验材料与其性能 11
2.2实验过程及方法 12
2.3 实验仪器及设备 13
2.4 热处理 15
2.4.1 淬火 15
2.4.2 淬火介质的选择 17
2.4.3 回火 18
2.5 微观组织观察 18
2.6 硬度测试 18
第三章 实验结果分析 20
3.1 中碳铬钼钢淬火回火热处理对显微组织的影响 20
3.1.1 中碳铬钼钢试样的元素含量测定 20 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
3.1.2 不同淬火温度下显微组织的变化 21
3.2 中碳铬钼钢热处理工艺对硬度的影响 23
结 论 25
致 谢 26
参考文献 27
第一章 绪论
1.1 研究的背景及现实意义
从上个世纪初以来，由于机械及材料工业工程的发展，金属材料的运用已经深入到几乎所有行业之中。而磨料磨损是磨损备件消耗金属材料的重要形式，其所造成的各项损失约占磨损总数的一半之多。所以，耐磨钢是各类金属材料用钢中被运用最多的。
造成材料工件失效的一个重要原因是磨损，它使大量资源被浪费，导致经济损失。据了解，能源的三分之一甚至一半消耗于摩擦与磨损。如果进行一项减轻摩擦与磨损的方案措施，每年大概可以节省960亿元人民币的支出，这些大概价值消耗的11% 能源。据外国某项报告统计，我们生活中的所用到的几大类产品每一年因为磨损所导致的损失大概如下所示：（1）船舶行业384亿元人名币；（2）飞机行业804元亿人民币；（3）切削工具行业168亿元人民币；（4）汽车行业2400亿元人民币。而中国在对由于磨损和摩擦造成材料消耗所导致的经济损失目前还缺乏全面的统计[1]。根据不完全统计，中国每年在汽车配件方面的 钢耗材就多达23万吨，而且大部分用于磨损所导致的维修上。而且其他行业的备件在钢材消耗上更多，造成的损失更大。假如再加上其他因素而导致的材料消耗，受到的损失将是一笔天闻数字。因此，不断提高耐磨钢的品质，开发新型的高性能的耐磨钢，以及深入广泛地开展钢铁材料磨损原理的研究，来降低由于磨损所导致的损失。对于国民经济建设是一件具有十分重大意义的工作[2]。
铬钼钢是铬（Cr）、钼（Mo）及铁（Fe）、碳（C）的合金。中碳铬钼钢是耐磨性材料中力学性能较好的，并且在制钢行业中有良好的口碑。由此看来，对铬钼钢的热处理工艺产生的力学性能进行研究，对其优良的性能进行开发与运用，对金属行业和耐磨性材料的发展都有很大的好处。球磨机是使矿石粉碎的机械，而衬板是决定球磨机的效率和质量的重要大型消耗性部件，它的质量和使用寿命，将直接关系到矿石生产的效率、产品质量、生产成本。目前，我国矿山机械行业主要使用高锰钢衬板。铬钼钢在众多的耐磨性材料中表现出良好的综合力学性能，是未来大型球磨机衬板发展的一个重要方向。所以，对铬钼钢衬板来说延长使用寿命是最关键的条件。铬钼钢球磨过程中承受冲击载荷，应力负荷交替变化，产生衬板裂纹，加之磨损的综合作用，最终导致衬板失效。了解表面热处理过程中微观组织演变机理的获得优良力学性能的关键。热处理后的微观组织不同，从而力学性能不同。因此，研究钢材表面层的组织分布对于了解微观组织的演变和力学性能均有重要意义。故开展铬钼钢衬板表面强化技术等工程应用基础研究，提高铬钼钢衬板质量，以降低材料生产和更换成本，促进技术进步具有现实意义[3]。
1.2 研究目标
将中碳铬钼钢用作球磨机衬板。研究的面向是提高球磨机衬板的耐磨性能。大型球磨机筒体是由外层低碳钢板和内层的衬板组成，工作时衬板与磨球及矿石接触，衬板部位是球磨机磨损的主要发生部位，磨球机会由于磨损而造成失效，从而需要更换衬板，将会使生产效率下降。所以想要使球磨机的碎石效果和改善生产效率就必须强化衬板的耐磨性并延长衬板的使用寿命。研究合金元素及表面处理优化的技术[45]，以获得具有一定厚度和硬度、韧性、耐磨性、和耐蚀性的表面硬化层的衬板为目标，从实验和理论上，考察工艺参数对组织的影响，表面层强化机制与微观组织演变的关系，以期在此基础上获得良好的衬板制备工艺。
1.3磨损机理研究情况
材料表面上力的作用和化学作用或者摩擦升温是产生磨损的主要原因。我们通常见到的磨损形式一般有以下几种：冲击磨损、化学磨损（或腐蚀磨损）、疲劳磨损、粘着磨损、磨粒磨损，将固体原料从摩擦表面上剥离是这些磨损形式的共同特征。其他常见的磨损形式还有微动磨损。据估计，工程中有三分之二的磨损是粘着磨损和磨粒磨损。渐进剥离材料是大半部分乃至所有的磨损机理，疲劳磨损不在之中。
在材料磨损的过程中，往往伴随着一种或者多种的磨损机理。一般情况下，在材料开始磨损时，它的磨损机理是一种，随着磨损的继续，材料的磨损机理发生改变，并且这种改变在材料的磨损中起主要作用。由于磨损机理的多样性，我们在对磨损失效分析时往往都是对最终失效的磨损机理进行研究分析。
1.4衬板的研究与发展
大家都知道，在球磨机的配件中，消耗量最大，更换次数最频繁的，最易损耗的就是衬板。造成这一现象的原因是球磨机在运作时受到被制作材料的冲击、腐蚀和磨损等等的影响，使球磨机的衬板的材料被不断消耗。我们要解决的复杂而且影响因素极多的问题就是如何提高球磨机衬板的耐磨性。
Keywords: Wear and tear； Carbon chrome mesh steel liner plate； Heat Treatment；Wear； 目录
第一章 绪论 1
1.1 研究的背景及现实意义 1
1.2 研究目标 2
1.3磨损机理研究情况 2
1.4衬板的研究与发展 2
1.5 热处理现状与发展趋势 3
1.5.1淬火与回火 6
1.5.2铬钼合金钢热处理工艺的研究现状 8
1.6 本文的主要研究内容 9
第二章 实验设计与方法 11
2.1实验材料与其性能 11
2.2实验过程及方法 12
2.3 实验仪器及设备 13
2.4 热处理 15
2.4.1 淬火 15
2.4.2 淬火介质的选择 17
2.4.3 回火 18
2.5 微观组织观察 18
2.6 硬度测试 18
第三章 实验结果分析 20
3.1 中碳铬钼钢淬火回火热处理对显微组织的影响 20
3.1.1 中碳铬钼钢试样的元素含量测定 20 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
3.1.2 不同淬火温度下显微组织的变化 21
3.2 中碳铬钼钢热处理工艺对硬度的影响 23
结 论 25
致 谢 26
参考文献 27
第一章 绪论
1.1 研究的背景及现实意义
从上个世纪初以来，由于机械及材料工业工程的发展，金属材料的运用已经深入到几乎所有行业之中。而磨料磨损是磨损备件消耗金属材料的重要形式，其所造成的各项损失约占磨损总数的一半之多。所以，耐磨钢是各类金属材料用钢中被运用最多的。
造成材料工件失效的一个重要原因是磨损，它使大量资源被浪费，导致经济损失。据了解，能源的三分之一甚至一半消耗于摩擦与磨损。如果进行一项减轻摩擦与磨损的方案措施，每年大概可以节省960亿元人民币的支出，这些大概价值消耗的11% 能源。据外国某项报告统计，我们生活中的所用到的几大类产品每一年因为磨损所导致的损失大概如下所示：（1）船舶行业384亿元人名币；（2）飞机行业804元亿人民币；（3）切削工具行业168亿元人民币；（4）汽车行业2400亿元人民币。而中国在对由于磨损和摩擦造成材料消耗所导致的经济损失目前还缺乏全面的统计[1]。根据不完全统计，中国每年在汽车配件方面的 钢耗材就多达23万吨，而且大部分用于磨损所导致的维修上。而且其他行业的备件在钢材消耗上更多，造成的损失更大。假如再加上其他因素而导致的材料消耗，受到的损失将是一笔天闻数字。因此，不断提高耐磨钢的品质，开发新型的高性能的耐磨钢，以及深入广泛地开展钢铁材料磨损原理的研究，来降低由于磨损所导致的损失。对于国民经济建设是一件具有十分重大意义的工作[2]。
铬钼钢是铬（Cr）、钼（Mo）及铁（Fe）、碳（C）的合金。中碳铬钼钢是耐磨性材料中力学性能较好的，并且在制钢行业中有良好的口碑。由此看来，对铬钼钢的热处理工艺产生的力学性能进行研究，对其优良的性能进行开发与运用，对金属行业和耐磨性材料的发展都有很大的好处。球磨机是使矿石粉碎的机械，而衬板是决定球磨机的效率和质量的重要大型消耗性部件，它的质量和使用寿命，将直接关系到矿石生产的效率、产品质量、生产成本。目前，我国矿山机械行业主要使用高锰钢衬板。铬钼钢在众多的耐磨性材料中表现出良好的综合力学性能，是未来大型球磨机衬板发展的一个重要方向。所以，对铬钼钢衬板来说延长使用寿命是最关键的条件。铬钼钢球磨过程中承受冲击载荷，应力负荷交替变化，产生衬板裂纹，加之磨损的综合作用，最终导致衬板失效。了解表面热处理过程中微观组织演变机理的获得优良力学性能的关键。热处理后的微观组织不同，从而力学性能不同。因此，研究钢材表面层的组织分布对于了解微观组织的演变和力学性能均有重要意义。故开展铬钼钢衬板表面强化技术等工程应用基础研究，提高铬钼钢衬板质量，以降低材料生产和更换成本，促进技术进步具有现实意义[3]。
1.2 研究目标
将中碳铬钼钢用作球磨机衬板。研究的面向是提高球磨机衬板的耐磨性能。大型球磨机筒体是由外层低碳钢板和内层的衬板组成，工作时衬板与磨球及矿石接触，衬板部位是球磨机磨损的主要发生部位，磨球机会由于磨损而造成失效，从而需要更换衬板，将会使生产效率下降。所以想要使球磨机的碎石效果和改善生产效率就必须强化衬板的耐磨性并延长衬板的使用寿命。研究合金元素及表面处理优化的技术[45]，以获得具有一定厚度和硬度、韧性、耐磨性、和耐蚀性的表面硬化层的衬板为目标，从实验和理论上，考察工艺参数对组织的影响，表面层强化机制与微观组织演变的关系，以期在此基础上获得良好的衬板制备工艺。
1.3磨损机理研究情况
材料表面上力的作用和化学作用或者摩擦升温是产生磨损的主要原因。我们通常见到的磨损形式一般有以下几种：冲击磨损、化学磨损（或腐蚀磨损）、疲劳磨损、粘着磨损、磨粒磨损，将固体原料从摩擦表面上剥离是这些磨损形式的共同特征。其他常见的磨损形式还有微动磨损。据估计，工程中有三分之二的磨损是粘着磨损和磨粒磨损。渐进剥离材料是大半部分乃至所有的磨损机理，疲劳磨损不在之中。
在材料磨损的过程中，往往伴随着一种或者多种的磨损机理。一般情况下，在材料开始磨损时，它的磨损机理是一种，随着磨损的继续，材料的磨损机理发生改变，并且这种改变在材料的磨损中起主要作用。由于磨损机理的多样性，我们在对磨损失效分析时往往都是对最终失效的磨损机理进行研究分析。
1.4衬板的研究与发展
大家都知道，在球磨机的配件中，消耗量最大，更换次数最频繁的，最易损耗的就是衬板。造成这一现象的原因是球磨机在运作时受到被制作材料的冲击、腐蚀和磨损等等的影响，使球磨机的衬板的材料被不断消耗。我们要解决的复杂而且影响因素极多的问题就是如何提高球磨机衬板的耐磨性。
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