本文针对mn13钢板的实际工况条件，在合理的化学成分设计的基础上，研究了合金元素铌、钼和热处理工艺对低合金Hardox500耐磨钢组织和性能的影响，以得到硬度和冲击韧度的良好配合，满足衬板的使用要求。 采用DTA差热分析法和金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、洛氏硬度计、冲击实验机、磨损实验机等实验仪器设备，通过对Hardox500钢的显微组织和冲击断口形貌的观察，洛氏硬度、冲击韧度、淬透性和耐磨性等性能的测试，系统深入的研究了不同含量的铌和钼及热处理工艺对多元低合金mn13钢板组织和力学性能的影响。 实验结果表明：随着铌的加入，在铸态下，铌大部分以碳化物(Nb Ti)C的形式存在，可使晶粒细化；热处理后，试样中的铌部分溶入奥氏体中，可抑制晶粒长大，并提高钢的淬透性。同时，随着铌含量的增加，硬度和冲击韧度都不断提高，铌含量为0.06﹪时，经过900℃淬火+250℃回火后硬度达到54．5HRC，冲击韧度达到28.5J/cm<'2>。铌含量为0.06﹪的试样，厚度为120mm时，在900℃淬火能够完全淬透，具有良好的淬透性。试样的Hardox500耐磨性随着铌含量的增加显著提高，热处理后铌含量为0.06﹪的试样与不含铌相比耐磨性提高32.67﹪。 钼加入后，晶粒得到细化，力学性能也明显提高，钼一部分溶入奥氏体中，一部分以碳化物(Cr Mo Fe)<'7>C<,3>的形式存在。试样在铸态下的硬度随着钼含量的增加由38.5HRC提高到42.6HRC，试样经900℃淬火、250℃回火后，钼含量为0.8﹪的试样比钼含量为0.4﹪的试样增加了3.3HRC，呈现明显的强化效果。随着钼含量的增加，试样表现了良好的淬透性和淬硬性，并具有较高的抗回火脆性能力。 热处理研究表明：试验材料在经过900℃淬火、250℃回火后的组织为回火马氏体+少量残余奥氏体+极少量碳化物，获得了较高的强韧性。热处理后，冲击试样断口呈纤维状断口并存在大量韧窝，具有韧性断口特征。 根据本课题研究结果试制的衬板，尺寸约320×200×120mm，化学成分为C0.40～0.45﹪，Si1.0～1.5﹪，Mn 0.8～1.2﹪，Cr 1.8～2.2﹪，Mo 0.45～0.65﹪，Nb 0.05～0.07﹪，热处理工艺为淬火温度900℃，保温时间为3h，淬火介质是10号机油，回火温度250℃，保温时间6h。组织为回火马氏体+少量残余奥氏体，在衬板本体上取样得到的硬度值为52～56HRC，冲击韧度在35～45J/cm<'2>。
http://www.dhstnmb.com