论文部分内容阅读
针对磁性衬板保护层材料强硬度低，寿命短的现状，本课题致力于提高高锰奥氏体钢的强硬度。本课题通过在调整C、Cr元素的含量，同时添加Ti、V微量元素，并结合固溶处理、弥散时效处理等热处理工艺的摸索，以及对微量元素的分布形态和强化机理进行研究，试制出高强度高硬度的无磁钢。研究结果表明：1)利用Thermo-calc软件对超高锰无磁钢在200K1600K之间存在的平衡相计算，并且以计算结果为依据，制定详细的沉淀析出热处理工艺方案。而且经试验表明，计算结果与实验结果基本一致，说明Thermo-calc软件对高锰钢的研究是有力的工具。2)钛元素可以有效细化高锰奥氏体钢的组织，从而提高材料硬度；高猛奥氏体钢在1100℃固溶处理主要获得单相奥氏体组织；在625℃700℃时效时，有M23C6相析出，其含量随温度的升高而增加直到675℃时达到最大值，进一步增加到700℃时碳化物已经开始长大聚集。钛含量在00.5%之间变化，经过固溶时效后的高锰奥氏体钢其硬度涨幅都在15%左右。这说明时效处理过程中钛元素的作用并不大，而是M23C6相析出起着主要的强化效果。3)钒含量在0.25%0.97%范围内，材料经过固溶处理后的组织为单相奥氏体组织，经过时效处理后的组织为奥氏体、M23C6相加VC相。而且随着钒含量的增加，经时效后高锰奥氏体钢的硬度涨幅提高。说明钒可使高猛奥氏体钢的时效态硬度大幅提高，含钒0.97%时最高硬度可超过300HBW，时效态材料同时存在100nm200nm的准纳米级M23C6颗粒和10nm70nm的弥散析出的VC颗粒，但材料硬度的提高主要依赖弥散析出的VC颗粒。其中细小弥散析出的VC颗粒与奥氏体基体保持着共格位向关系，但随着VC的聚集长大，尺寸达到一定程度后位向关系消失，随着钒含量的增加，高锰奥氏体钢中的位错层错也在增加。