高強度マルテンサイト耐摩耗鋼におけるさまざまな元素の役割

公開時間： 06 / 28 2021 著者：サイト編集者訪問：12232

機械部品の故障の約80％は、さまざまな形態の摩耗によって引き起こされます。摩耗の失敗は、多くの資源の浪費を引き起こすだけでなく、直接莫大な経済的損失を引き起こす可能性があります。機械部品は、高い耐摩耗性を必要とするだけでなく、現代の機械工学のニーズを満たすために、高い衝撃靭性を備えている必要があります。したがって、機械部品の故障を減らし、最新の圧延技術と組み合わせたマルテンサイト構造の新世代の耐摩耗鋼を開発し、高強度、高靭性の低炭素マイクロアロイ耐摩耗材料を準備することが重要な方法です。

耐摩耗鋼の性能要件に従って、耐摩耗鋼の合理的な化学組成が設計され、中C、低Mn、Si、Nb、Ni、Cr、Mo、V、Bなどの元素は次のとおりです。合金化に使用されるため、焼入れ後の鋼の品質は比較的高くなります。高い硬度と十分な可塑性と靭性により、材料は優れた焼入れ性、焼入れ性、耐摩耗性を備えています。耐摩耗鋼の各要素の具体的な機能は次のとおりです。

炭素。炭素は、耐摩耗鋼の強度、硬度、靭性、焼入れ性に影響を与える重要な元素であり、鋼の微細構造に影響を与える最も重要な元素でもあります。炭素含有量が増加すると、鋼の硬度が増加し、衝撃靭性が大幅に低下し、耐摩耗性が徐々に向上します。
マンガン。マンガンと鉄は固溶体を形成し、鋼中のフェライトとオーステナイトの硬度と強度を高め、鋼の焼入れ性を大幅に高めます。焼入れ後、マルテンサイト構造を得るのは簡単です。マンガンの強化効果により、マトリックスと炭化物が強化され、剛性と硬度が向上します。
ケイ素。シリコンはオーステナイト中に固溶体の形で存在し、鋼中の固溶体の強度を高めて鋼の耐摩耗性を向上させることができますが、シリコン含有量が高すぎると、鋼。
クロム。クロムは鋼の固溶体強化に有益であり、炭化物の形成に適しており、それによって鋼の高温強度、硬度、および耐摩耗性を向上させます。クロムは、特にマンガンやシリコンと適切に組み合わせると、鋼の焼入れ性を向上させます。これにより、焼入れ性を大幅に向上させることができますが、同時に、鋼が脆性を緩和する傾向も高まります。
ニッケル。ニッケルは、オーステナイトを形成して安定化させる主要な合金元素です。一定量のニッケルを添加すると焼入れ性が向上するため、鋼構造物は室温で少量の残留オーステナイトを保持し、靭性を向上させます。
モリブデン。モリブデンは、低合金耐摩耗鋼の構造を効果的に微細化し、焼戻し脆性の発生を防ぎ、熱処理中のオーステナイトからパーライトへの変態を強力に抑制し、熱処理された構造を安定させ、衝撃靭性を改善します。
ボロン。オーステナイト粒界に少量のホウ素を吸着させ、粒界のエネルギーを低減し、鋼の焼入れ性を向上させることができます。空冷ベイナイト鋼はマンガンの協力により得ることができます。
チタン、バナジウム。マイクロアロイ元素であるチタンとバナジウムは、どちらも結晶粒微細化と析出硬化により強度を向上させますが、作用機序と各元素の強化度は異なります。マイクロアロイ元素の複合添加は、元素間の相互作用の結果である単一元素の添加よりも、鋼の性能にはるかに大きな影響を与えることが証明されています。

耐摩耗鋼の化学組成設計を最適化し、合金元素間の相互作用を十分に考慮することにより、XNUMXつの強度レベルを持つXNUMXつのマルテンサイト耐摩耗鋼材料が得られます。予備研究の結果によると、これらXNUMXつの精製マルテンサイトラス微細構造は、制御圧延と制御冷却のXNUMX段階圧延プロセスで得られ、プロセスが簡素化され、XNUMXつの微細構造に明らかな違いはありません。

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