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耐磨钢是当今耐磨材料中用量最大的材料,在冶金、建材、矿山开采等领域中都要使用大量的耐磨钢工件。由于服役过程中承受着不同程度的磨损和冲击且部分工件形状复杂,因此工件所需材料需要同时具有较高的耐磨性和加工成形性能。本文从成分设计角度出发,设计了四种新成分耐磨钢,利用JMatpro模拟软件对其热处理参数及热处理后的组织和性能进行模拟计算,并参照计算结果设计热处理工艺对材料的组织、性能进行探索研究。对0.20C5Cr1Ni1.25Mo1V、0.35C5Cr1Ni1.25Mo1V、0.44C5Cr1Ni1.25Mo1V、0.60C5Cr1Ni1.35Mo1V四种新成分耐磨钢进行热处理参数模拟计算,模拟结果表明四种材料完全奥氏体化温度均不超过870℃,且临界冷速最高不超过0.4℃/s。以高于临界冷速淬火后,0.44C5Cr1Ni1.25Mo1V和0.60C5Cr1Ni1.35Mo1V的力学性能接近,0.20C5Cr1Ni1.25Mo1V力学性能最差。且在500℃~600℃高温回火时,四种材料均会析出有利于增强材料耐磨性的MC相。通过对四种材料进行退火和正火+回火两种不同的锻后热处理试验,表明退火比正火+回火更适宜作为锻后热处理工艺。退火不仅可有效消除锻造态材料中存在的偏析带,而且退火过后的组织不含明显马氏体组织。选取0.35C5Cr1Ni1.25Mo1V和0.60C5Cr1Ni1.35Mo1V两种材料在900℃~1010℃进行淬火试验,得到了两种材料的淬火硬度随温度变化曲线,结果表明:在900℃~1010℃范围内,0.35C5Cr1Ni1.25Mo1V的淬火硬度随温度升高略有下降,0.35C5Cr1Ni1.25Mo1V在900℃淬火其硬度达到最高为53.7 HRC,在1010℃淬火时硬度仍可达51.6 HRC,0.60C5Cr1Ni1.35Mo1V的淬火硬度随温度升高呈先上升后下降的趋势,在960℃淬火时硬度达到最高值61.3 HRC。通过对经过1010℃淬火的0.35C和0.60C在560℃和580℃进行回火试验,并测试回火后的力学性能,发现两种材料的硬度和拉伸性能随回火温度升高而下降,而冲击韧性有所提高。回火后两种材料的硬度和冲击性能要优于ZG40SiMnCr3CuMoRe和ZG40SiMnCr2SiMoV等一些低合金马氏体耐磨钢。