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刮板输送机作为煤矿井下运输的主要设备,其可靠性决定了煤炭生产的效率。槽帮作为其重要部件,运行过程中易发生失效,所以对槽帮材料性能的优化工作一直是煤炭行业密切关注的问题。针对槽帮材料的强塑性搭配不佳,耐磨性差等不足,本文在ZG20CrSiMn槽帮钢的基础上,通过调整成分:降低碳含量,添加适当的微合金元素制备了三种槽帮材料:20CrSiMnMo,20CrSiMnMoB,20CrSiMnTiMoNb。对这三种材料进行了一系列的亚温淬火处理及高温回火处理,得到性能更加优化的槽帮材料。论文对热处理后的3种槽帮材料进行了组织结构、力学性能和耐磨性能的一系列试验,主要得到如下结果:(1)20CrSiMnTiMoNb的强韧性都有较大提高。其中,当热处理工艺为1200℃正火+840℃淬火+550℃回火时,材料的性能达到屈服强度832Mpa,抗拉强度973MPa,伸长率23%,断面收缩率50%,硬度268.5HB,冲击功162J,相比20CrSiMnMo,其屈服强度提高了145MPa,抗拉强度提高了82MPa,伸长率提高了5.5%,硬度提高了52.5HB,冲击功提高61J,可见添加适量微合金元素铌和钛对提高本实验钢的性能有益。(2)20CrSiMnMoB的强韧性受到一定程度影响,但是优化效果不如20CrSiMnTiMoNb。对比20CrSiMn Mo,其屈服强度大约降低了102MPa,伸长率提高了1.5%,硬度大约提高了7HB,冲击功大约降低了8J。(3)随着亚温淬火工艺的温度的提高,三种材料组织中的铁素体含量逐渐降低,当其热处理工艺为1200℃正火+880℃淬火+550℃回火时,其组织主要为回火索氏体。(4)随着亚温淬火工艺中淬火温度的升高,20CrSiMnTiMoNb的磨损体积和比磨损率呈现先降低后升高的趋势;随着亚温淬火工艺中淬火温度的升高,20CrSiMn Mo的磨损体积和比磨损率变化不大;随着亚温淬火工艺中淬火温度的升高,20CrSiMnMoB的磨损体积和比磨损率降低。该实验是在ZG20CrSiMn钢基础成分上添加适量的微合金元素,同时引入亚温淬火加高温回火的热处理工艺,研究化学成分及淬火温度对其组织结构、力学性能和耐磨性能的影响。最终选取热处理工艺为1200℃正火+840℃淬火+550℃回火的20CrSiMnTiMoNb作为槽帮材料。