工程機(jī)械、煤礦機(jī)械用耐磨鋼消耗量巨大，全國(guó)煤礦系統(tǒng)因磨損而造成的經(jīng)濟(jì)損失每年大約在400億元以上。低合金耐磨鋼因具有生產(chǎn)成本低，熱加工成型工藝簡(jiǎn)單，較為適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)等特點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用，尤其是用它制造的耐磨鋼板具有廣闊的市場(chǎng)前景。國(guó)外生產(chǎn)高強(qiáng)度耐磨鋼板大多采用調(diào)質(zhì)工藝獲得高硬度的回火馬氏體組織，其缺點(diǎn)是成本高，韌性和可焊性較差。
國(guó)內(nèi)近幾十年來(lái)，結(jié)合我國(guó)資源特點(diǎn)已成功開(kāi)發(fā)出Si-Mn系、Mn-B系、Si-Mn-Mo系等不同合金體系的低合金耐磨鋼，并在空冷條件下得到貝氏體+馬氏體或殘余奧氏體等各種復(fù)相組織，降低成本的同時(shí)提高了耐磨鋼的綜合性能。然而我國(guó)現(xiàn)有耐磨鋼牌號(hào)多為鑄鋼，且為保證硬度和淬透性均采用較高的碳含量，隨著我國(guó)工業(yè)的發(fā)展，特別是在高應(yīng)力磨料磨損環(huán)境中，其韌性、焊接性能仍然得不到滿(mǎn)足。
低碳低合金耐磨板的組織和性能研究實(shí)驗(yàn)采用低碳(0．08~0．12％)設(shè)計(jì)，通過(guò)多元合金化結(jié)合高效、節(jié)能的控軋控冷(TMCP)工藝細(xì)化晶粒，改善組織，提高塑性、韌性與焊接性能，使低碳低合金耐磨鋼板具有優(yōu)良的綜合性能。
一.試驗(yàn)材料和方法
1.試驗(yàn)材料
試驗(yàn)鋼為低碳低合金鋼，三種對(duì)比成分的碳含量分別為0．12％、O．10％、0．08％。碳含量降低的同時(shí)為保證強(qiáng)度，適當(dāng)增加Mn和Cr的含量，添加Cu和Ni，并加入Nb以細(xì)化晶粒。試驗(yàn)鋼采用10Kg真空感應(yīng)爐冶煉，其實(shí)際化學(xué)成分見(jiàn)表l。
l#鋼加熱至1150℃，保溫2小時(shí)，采用常規(guī)軋制，軋后直接淬火。2#和3#鋼錠分別從錠長(zhǎng)中間切斷成兩個(gè)鋼錠，1200℃下保溫2小時(shí)，采用兩階段控制軋制工藝，再結(jié)晶區(qū)累積變形量為62．5％，未再結(jié)晶區(qū)累積變形量為60．0％，軋板厚度12mm；軋后冷卻分別采取直接淬火和控制冷卻工藝，實(shí)際工藝參數(shù)見(jiàn)表2。
2.試驗(yàn)方法
從鋼板上沿縱向切取金相試樣，經(jīng)4％硝酸酒精溶液浸蝕后于光學(xué)顯微鏡下觀察組織形貌。線切割切取O.3mm厚的薄片，磨至50μm，經(jīng)電解雙噴儀制成透射電鏡用薄膜樣品，采用H-8100型透射電鏡觀察組織。采用HD9-45型硬度計(jì)測(cè)量維氏硬度，載荷為30kg。拉伸性能測(cè)試采用φ8mm的標(biāo)準(zhǔn)短試樣。利用ML-10型磨料磨損試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行二體磨料磨損試驗(yàn)，銷(xiāo)型磨損試樣尺寸為Φ6×20舢m，磨盤(pán)轉(zhuǎn)速60rpm，磨料為28#SiC水砂紙，試樣徑向進(jìn)給量4mm／s，起始半徑13mm，終止半徑103mm，磨損行程16.4m，載荷14.7N。