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K/Na-V复合变质高铬铸铁——碳钢复合锤头研制

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目录

文摘

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第一章绪论

1.1选题的目的和意义

1.2破碎机结构及优缺点

1.2.1锤式破碎机基本结构及工作原理

1.2.2锤式破碎机的优缺点

1.3磨损

1.3.1磨损概述

1.3.2磨料磨损机理

1.3.3锤式破碎机的磨损机理

1.4锤头的用材应具备的性能

1.5耐磨材料

1.5.1普通白口铸铁

1.5.2高锰钢

1.5.3耐磨合金钢

1.5.4镍硬铸铁

1.5.5铬系白口铸铁

1.5.6高铬铸铁研究现状

1.6复合铸造的研究应用现状

第二章试验材料及试验方法

2.1试验材料成分设计及变质剂的选择

2.1.1锤头端部材料化学成分选择

2.1.2锤头头部材料化学成分选择

2.1.2变质剂的选择

2.2试样冶炼与制备

2.2.1熔炼

2.2.2试样的制备

2.3热处理

2.4分析和测试方法

2.4.1显微组织分析

2.4.2力学性能测试

2.5本章小结

第三章K/Na-V复合变质对高铬铸铁组织与性能的影响

3.1引言

3.2 K/Na-V复合变质处理对高铬铸铁组织的影响

3.2.1复合变质对高铬铸铁铸态金相组织的影响

3.2.2复合变质对热处理态金相组织的影响

3.2.3复合变质对高铬铸铁晶粒度和夹杂物的影响

3.3 K/Na-V复合变质处理对高铬铸铁力学性能的影响

3.3.1复合变质对硬度的影响

3.3.2复合变质对韧性的影响

3.3.3复合变质对耐磨性的影响

3.4本章小结

第四章热处理工艺对K/Na-V复合变质高铬铸铁力学性能的影响

4.1引言

4.2热处理工艺

4.3淬火工艺对高铬铸铁硬度的影响

4.4回火工艺对高铬铸铁硬度和冲击韧性的影响

4.5本章小结

第五章双液复合铸造工艺及性能

5.1引言

5.2铸造工艺

5.3复合浇注间隔时间对复合状况的影响

5.3.1不同间隔时间的结合面金相组织

5.3.2线扫描结果与分析

5.3.3间隔时间对显微硬度的影响

5.3.4结合区形成过程

5.4复合浇注间隔时间对复合强度的影响

5.5冲击韧性试验结果与分析

5.6本章小结

第六章结论

参考文献

致谢

附录 攻读硕士期间发表的论文:

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摘要

针对破碎机锤头材料存在的问题:硬度和韧性偏低,无法很好地满足锤头的工况条件,不耐磨或容易破断等问题和不足,本文试制了高铬铸铁一碳钢复合锤头。以高铬铸铁为研究对象,研究复合变质处理和热处理对组织及冲击韧性、硬度、耐磨性等性能的影响规律;探讨了K/Na-V复合变质高铬铸铁—碳钢双液双金属锤头的双液复合铸造工艺及结合面的复合情况。 研究结果表明:采用K/Na-V复合变质后组织中初生奥氏体显著细化,枝晶明显减少,碳化物由粗大板条状向细板条状、菊花状转变,对基体的割裂作用大大减小,基体的连续程度增加;明显提高了高铬铸铁的铸态硬度、热处理态硬度、冲击韧性和耐磨性。变质后断口形貌由变质前的准解理型变为解理型加小韧窝。K/Na具有很强的脱氧、脱硫能力,使得低熔点的硫、氧化物不能在晶界聚集,晶界大大净化,有效减少杂质的数量。复合变质剂加入量为1.2﹪K/Na-V时,高铬铸铁的组织、力学性能及耐磨性达到最好。 通过对不同淬火温度、淬火保温时间、回火温度、回火时间进行试验,研究了热处理工艺对高铬铸铁硬度和韧性的影响。结果表明,采用1000℃ x3h空淬+450℃x2h回火热处理工艺,高铬铸铁的硬度和韧性较好,其硬度值可达65.5HRC,α值达6.4J/cm<'2>。 采用水平分型树脂砂造型,先后浇注碳钢和高铬铸铁,获得了冶金复合双金属锤头。通过对金相组织、显微硬度以及电子探针线扫描进行分析,结果表明:在试验条件下,当浇注间隔时间处于8~14s之间时浇入高铬铸铁,可保证两种合金的冶金结合。对复合试样进行剪切试验和冲击韧性试验,结果表明:在不产生混料的前提下,缩短复合浇注间隔时间可以提高复合面的剪切强度和冲击韧性,提高复合质量。复合锤头的冲击韧性约为高铬铸铁的2倍,这为高铬铸铁在冲击工况发挥其优异耐磨性能提供了可能。

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