低合金高强度钢的磨损性能研究
低合金钢粗钢的摩擦磨损行为研究
低合金钢粗钢的摩擦磨损行为研究摩擦磨损是各种工程材料在接触运动过程中产生的重要现象，对于低合金钢粗钢而言也不例外。
了解和研究低合金钢粗钢的摩擦磨损行为，对于深入了解其性能特点、改善设计和延长使用寿命具有重要意义。
本文将对低合金钢粗钢的摩擦磨损行为进行研究，并分析其影响因素和应对措施。
首先，低合金钢粗钢的摩擦磨损行为受到多个因素的影响。
这些因素包括材料的硬度、力学性能、表面形貌、润滑状态以及工作温度等。
硬度是指材料抵抗局部形变和划伤的能力，对于低合金钢粗钢而言，硬度的高低将直接影响其摩擦磨损行为。
此外，低合金钢粗钢的力学性能，如强度、韧性等也会对其摩擦磨损行为产生影响。
表面形貌的粗糙度和形状也是摩擦磨损的重要因素，不同的表面形貌会导致不同的摩擦磨损行为。
润滑状态对于降低摩擦磨损也起着重要作用，它能减少接触表面的摩擦阻力，从而延长材料的使用寿命。
最后，工作温度也会对磨损行为产生影响，因为温度会改变低合金钢粗钢的物理和化学性质，从而对其摩擦磨损行为产生影响。
其次，低合金钢粗钢的摩擦磨损行为研究需要综合运用实验和理论分析的方法。
实验研究可以通过模拟实际工作条件来定量评估低合金钢粗钢的摩擦磨损性能。
在实验过程中，可以通过改变加载条件、润滑方式和工作温度等参数来研究其对摩擦磨损的影响。
同时，也可以通过实验结果来观察材料表面的形貌变化，进一步了解摩擦磨损行为。
理论分析可以通过建立数学模型和计算模拟来预测和解释材料的摩擦磨损行为。
例如，使用有限元方法和分子动力学模拟等手段，可以研究低合金钢粗钢的摩擦接触和磨损行为，并提供有关其损耗机制和磨损预测的理论依据。
最后，针对低合金钢粗钢的摩擦磨损行为，可以采取多种方法进行改善和控制。
首先，选择合适的润滑方式和润滑剂可以减少接触表面的摩擦阻力，降低摩擦磨损。
其次，改变材料的硬度和力学性能也能够改善其摩擦磨损性能。
通过优化材料的配方和热处理工艺可以提高材料的硬度和韧性，从而改善其耐磨性能。
低合金钢摩擦磨损性研究
毕业论文低合金钢表面渗硫耐磨性研究Research on the wear resistance of low alloy steel surfacesulphurizing系别：材料工程系学生姓名：王莉专业班级：材料成型与控制技术（2）班学号：20081360259指导教师：刘永超2011年4 月26 日摘要本试验针对20CrMo低合金钢采用渗碳、渗硫处理，以提高20CrMo钢的表面耐磨性。
采用工艺为：930℃离子渗碳、180℃低温渗硫，以H2S-Ar-H2作为渗硫气氛，高纯度（99.999%）的Ar和H2（比例为1:1）作为载体气，H2S的用量为总气体量的3%，保温时间1小时。
在20CrMo钢表面获得渗碳层及硫化物层。
用EPIPHOT300型金相显微镜，HMV-200型显微硬度计，JSM-5500LV扫描电子显微镜对渗层的形貌，相结构等进行分析，用MM-200快速磨损试验机和MH-2000磨损试验机进行摩擦磨损性能试验。
结果表明: 20CrMo钢180℃低温渗硫，表面形成一层厚度8~10μm的FeS和FeS2相化合物。
其显微硬度随渗层增加而降低，表层硬度最高达892.18HV。
渗硫层具有一定的减摩作用,并能提高表面的耐磨性。
在低速200r/min条件下,离子渗硫层较未渗S层磨损速率降低1倍。
在高速400r/min条件下，减摩耐磨作用减弱。
渗硫件在润滑磨损条件下，摩擦系数为0.11，有效地减少摩擦热的产生。
关键词低温离子渗硫渗硫层摩擦磨损耐磨性AbstractThis laboratory uses the test specimen uses 930℃ion carburizing processing, the sulphurizing temperature 180℃, takes the sulphurizing atmosphere by H2S-Ar-H2, high-purity (99.999%) Ar and H2 (proportion is 1:1) the achievement carries the personal character, the H2S amount used for the total gas quantity 3%. The soaking time 1 hour, may obtain the sulfide level in the surface, carried on the friction coefficient test experiment with the MM-200 fast abrasion testing machine and the MH-2000 fast abrasion testing machine, the EPIPHOT300 metallography microscope, the HMV-200 micro sclerometer, the JSM-5500LV scanning electronic microscope to infiltrates the level the appearance, the structure has carried on the analysis, finally indicated: The sulphurizing level table delivering in person vesicular structure, is composed of FeS and the FeS2sulfide phase and the substrate, its thickness generally in 8 ~20μm between; The low speed (200r/min) under the condition, the dr y friction and the lubrication friction may indicate that the sulphurizing level may obviously improve the steel surface the anti-abrasion performance, the sulphurizing level has the obvious anti-friction lubrication, and enhanced the material surface resistance to wear to a certain extent.Key words The low-temperature sulfurizing sulfide Layers dry friction abrasion performance第1章绪言 ........................................................................................................................................ - 1 -1.1 低温离子渗硫及其工艺简介................................................................................................ - 1 -1.1.1 低温离子渗硫技术的发展史..................................................................................... - 2 -1.2低温离子渗硫工艺及应用..................................................................................................... - 2 -1.2.1几种渗硫工艺.............................................................................................................. - 3 -1.2.2低温离子渗硫工艺...................................................................................................... - 3 -1.2.3离子硫氮共渗工艺...................................................................................................... - 4 -1.2.4离子硫氮碳共渗工艺.................................................................................................. - 4 -1.2.5渗硫存在的问题.......................................................................................................... - 5 -1.3几种磨损机理......................................................................................................................... - 5 -1.4低温离子渗硫技术的应用..................................................................................................... - 7 -1.4.1耐磨技术的应用.......................................................................................................... - 9 -1.4.2低温离子硫化技术的应用.......................................................................................... - 9 -1.4.3硫化物层的减摩耐磨性能........................................................................................ - 10 -1.5离子化学热处理................................................................................................................... - 10 -1.5.1离子化学热处理技术的现状.....................................................................................- 11 -1.5.2离子化学热处理工艺................................................................................................ - 12 -1.5.3离子化学热处理设备................................................................................................ - 14 -1.5.4离子化学热处理技术展望........................................................................................ - 15 - 第2章试验内容和试验方法........................................................................................................... - 16 -2.1试验材料 .............................................................................................................................. - 16 -2.2 试验设备 ............................................................................................................................. - 17 -2.3试验方法 .............................................................................................................................. - 17 -2.3.1 金相试样制备........................................................................................................... - 17 -2.3.2 显微组织观察........................................................................................................... - 17 -2.3.3 显微硬度测试........................................................................................................... - 17 -2.3.4 干摩擦磨损试验....................................................................................................... - 18 -2.3.5润滑摩擦磨损试验.................................................................................................... - 19 - 第3章试验结果及分析................................................................................................................. - 20 -3.1显微组织结构....................................................................................................................... - 20 -3.2渗层性能 .............................................................................................................................. - 22 -3.2.1 渗层显微硬度........................................................................................................... - 22 -3.2.2 干摩擦数据处理..................................................................................................... - 22 -3.2.3 润滑摩擦数据处理................................................................................................... - 27 - 结论 .................................................................................................................................................... - 29 - 致谢 .................................................................................................................................................... - 30 - 参考文献 ............................................................................................................................................ - 31 -第1章绪言1.1 低温离子渗硫及其工艺简介渗硫是指将硫渗入金属零件表层的一种化学热处理工艺。
低合金高强度结构钢
低合金高强度结构钢
简介
低合金高强度结构钢是一类具有优异力学性能和热处理性能的材料，在工程领
域有着广泛的应用。
本文将从合金元素、工艺特点、应用领域等方面对低合金高强度结构钢进行介绍和分析。
合金元素
低合金高强度结构钢的合金元素主要包括钒、铌、钛、镍等。
这些合金元素的
加入可以有效提高钢的强度、韧性和耐磨性，使其具有较好的焊接性能和冷弯性能。
工艺特点
低合金高强度结构钢在生产加工过程中具有较高的工艺性能，可以通过控制合
金元素的含量和热处理工艺来实现对钢材性能的调控。
通常采用热轧、热处理、冷加工等工艺来制备低合金高强度结构钢。
应用领域
低合金高强度结构钢广泛应用于航空航天、汽车制造、桥梁建设、船舶制造等
领域。
由于其优异的力学性能和热处理性能，低合金高强度结构钢在工程领域中具有重要的地位，可以有效减轻结构自重、提高结构的承载能力。
总结
低合金高强度结构钢是一类具有广泛应用前景的材料，其优异的力学性能和热
处理性能使其在工程领域中具有重要地位。
随着材料科学技术的不断发展，低合金高强度结构钢将在各个领域展现出更广阔的应用前景。
低合金高强度结构钢简要
低合金高强度结构钢简要低合金高强度结构钢是一种具有优越力学性能的钢材，其在低合金化和高强度化的同时，还具备良好的可焊性和可加工性。
这种钢材在各种工程领域中被广泛应用，如汽车制造、船舶建造、桥梁建设等。
下面将详细介绍低合金高强度结构钢的特点、优势以及应用领域。
低合金高强度结构钢以镍、钼、钒、铌等合金元素为主要添加剂，以非晶体形式分散于基体中，形成高硬度的固溶体，从而提高了钢材的强度和硬度。
而合金元素的添加还能够改善钢材的可焊性，降低焊缝的硬化程度，减少了焊接过程中的裂纹和变形。
此外，低合金高强度结构钢还具有优异的耐磨性和抗腐蚀性能，能够满足复杂工况下的使用要求。
1.高强度：低合金高强度结构钢的强度通常可以达到普通结构钢的两倍以上，有效提高了结构的承载能力和强度。
2.重量轻：由于低合金高强度结构钢的强度较高，可以在保持结构承载能力的前提下减少材料的使用量，从而降低结构的自重，减轻了整个工程的负荷。
3.抗震性能好：低合金高强度结构钢的高强度和良好的塑性使其能够在地震等动力荷载下具有更好的抗震性能，能够更好地保护结构的稳定性和安全性。
4.成本低：尽管低合金高强度结构钢的成本相对较高，但由于其具有更好的力学性能，可以有效减少结构的使用量和工期，从而降低了整个工程的总成本。
1.汽车制造：低合金高强度结构钢能够在保证车身强度的同时减轻汽车自重，提高燃油效率和行驶性能。
此外，它还具有良好的冲击韧性和抗裂纹性能，能够提高汽车的安全性。
2.船舶建造：船舶在潮汐和风浪等复杂的震动和载荷下工作，低合金高强度结构钢具有抗震性好、耐磨性强的特点，能够有效提高船舶的工作寿命和安全性。
3.桥梁建设：桥梁是工程结构中对材料强度和持久性要求最高的部分之一、低合金高强度结构钢具有高强度、良好的冲击韧性和耐腐蚀性能，能够满足桥梁工程对强度和耐久性的要求。
总而言之，低合金高强度结构钢是一种具有良好力学性能、可焊性和加工性的优质材料。
它在汽车制造、船舶建造、桥梁建设等领域的广泛应用，为各种工程提供了坚固、安全和可靠的结构基础。
【论文】低合金高强度钢的研究与分析
【论文】低合金高强度钢的研究与分析摘要钢铁是国民经济建设的物质基础，工农业生产和人民生活都离不开钢铁材料。
高强度钢就是根据这种需求为适应航空航天技术需要而发展起来的一种比强度高的结构材料，其显著特点是具有超乎一般的高强度。
超高强度钢室温抗拉强度a超过1400MPa，屈服强度大于1300 MPa的称为超高强度钢。
高强度钢除要求1400 MPa以上的抗拉强度外，还要有一定塑性和韧性，尽可能小的缺口敏感性，高的疲劳强度，一定的抗蚀性、良好的工艺性，符合资源情况及价廉等。
AlSI4340 钢是一种典型的中碳低合金高强度钢，已大量应用于火箭发动机外壳、飞机着陆部件、防弹钢板等领域，其使用范围还在不断的扩大，具有广阔的发展前景。
关键字低合金高强度钢；AlSI4340钢；抗拉强度；屈服强度AbstractSteel is the material basis of the national economic construction, industrial and agricultural production and people's lives are inseparable from the iron and steel materials. High-strength steel that is based on this demand developed to meet the needs of the aviation and aerospace technology and a high specific strength structural materials, its significant characteristics are beyond the usual high intensity.Room temperature tensile strength of a ultra-high-strength steel than 1400MPa,yield strength greater than 1300 MPa called ultra-high-strength steel.High-strength steel in addition to a tensile strength of 1400 MPa or more is required, but also have a certain plasticity and toughness, as small as possible notch sensitivity, high fatigue strength, a certain corrosion resistance, good process, consistent with the resource situation andinexpensive. AlSI4340 Steel is a typical medium-carbon low-alloy high strength steel, have been widely used in the field of rocket motor casing, aircraft landing parts, bullet-proof steel, its use continues to expand, and has broad prospects for development.Keywords low-alloy high-strength steel AlSI4340 steel Tensile strength The yield strength1 绪论1.1 研究意义低合金超高强度钢是在调质结构钢的基础上发展起来的，在钢中加入少量的多种合金元素，使钢固溶强化并提高钢的淬透性与马氏体回火稳定性。
nm400成分
nm400成分NM400是一种高强度耐磨板，具有优异的耐磨性能，被广泛应用于矿山、冶金、建筑等领域。
本文将从材料特性、应用领域和工艺加工等方面详细介绍NM400的相关内容。
一、材料特性NM400是一种低合金高强度结构钢，其主要特点如下：1. 高强度：NM400的抗拉强度达到了≥1200MPa，属于高强度材料，能够承受较大的力学载荷；2. 耐磨性好：NM400具有出色的耐磨性能，能够有效抵抗磨损和冲击，延长设备的使用寿命；3. 良好的焊接性能：NM400具有良好的焊接性能，可以通过常规的焊接方法进行加工和修复；4. 低温韧性：NM400的低温韧性良好，适用于低温工作环境。
二、应用领域NM400广泛应用于以下领域：1. 矿山行业：NM400可以用于矿山破碎机、磨机、输送机等设备的内衬板、皮带式输送机的导向槽等部件，能够有效防止矿石的冲击和磨损；2. 冶金行业：NM400可用于冶金设备的内衬板、炼钢厂的料斗、渣车、烧结机等部件，能够承受高温和冲击；3. 建筑行业：NM400可以用于混凝土搅拌站、砂石分离机等设备的内衬板，能够有效防止磨损和冲击；4. 其他行业：NM400还可以应用于煤矿、电力、水泥、港口等行业的设备内衬板，提高设备的使用寿命。
三、工艺加工NM400的工艺加工主要包括切割、焊接和表面处理等步骤：1. 切割：NM400可以通过等离子切割、气割、剪切等方式进行切割，切割面应平整、无毛刺；2. 焊接：NM400可以采用电弧焊、埋弧焊等方法进行焊接，焊接时要注意预热和控制焊接热输入，以避免产生裂纹；3. 表面处理：NM400的表面可以进行喷砂、喷涂、涂覆等处理，以提高其耐磨性和防腐蚀性。
NM400作为一种高强度耐磨板，在矿山、冶金、建筑等领域有着广泛的应用。
其材料特性包括高强度、良好的耐磨性和焊接性能，适用于各种恶劣的工作环境。
同时，NM400的加工工艺也相对简单，可以通过切割、焊接和表面处理等步骤进行加工。
NM400级低合金高强度耐磨钢的开发及其组织性能研究
NM400级低合金高强度耐磨钢的开发及其组织性能研究低合金高强度耐磨钢由于具有高硬度、良好韧性和可焊接性,广泛应用于工作条件恶劣的工程、采矿等机械设备上,能在较大程度上抵抗磨损和冲击给设备带来的损失,延长机械设备使用寿命。
随着工程机械行业的不断发展,低合金高强度耐磨钢的需求量显著增多。
目前,国内生产中还存在着如合金添加量较多,力学性能不稳定,低温冲击韧性差等问题,给稳定的工业化生产带来一定困难。
基于此,本文针对用户需求量较大的NM400级高强度耐磨钢,对其轧制工艺及热处理过程中的组织演变及力学性能变化规律进行了系统研究。
在普通C-Mn钢基础上,采用少量Ti、Cr、B等元素合金化处理,通过组织性能调控,开发出具有高强度、高硬度和良好低温冲击韧性的低成本NM400级低合金高强度耐磨钢板。
主要研究内容如下：(1)研究了连续冷却过程奥氏体相变规律,并对离线淬火处理(RQ-Reheat Quenching)及在线超快冷(UFC-Ultra Fast Cooling)两种生产方式进行了可行性分析。
随冷却速率的提高,冷却组织由粒状结构逐渐向愈加细化的板条状结构过渡。
Mo、 Ni元素均能降低铁素体相变温度、使CCT(Continuous Cooling Transformation)曲线右移。
冷却速率在10℃/s以上时,各实验钢维氏硬度均高于400HV,采用RQ和UFC 两种生产方式均具有可行性。
(2)分析了热变形奥氏体的动态再结晶规律、轧制及冷却工艺参数对轧后组织以及后续RQ组织转变的影响规律、轧制工艺及冷却路径对UFC组织转变的影响规律。
回归计算得出实验钢动态再结晶激活能为450.78kJ/mol,并得到其本构方程。
低冷速下低温变形时容易形成粒状贝氏体,高温变形易形成宽板条贝氏体。
提高冷速使板条变细。
应变量增加,奥氏体晶粒内界面增多,抑制贝氏体板条长大。
RQ工艺下,奥氏体晶粒尺寸随加热前的贝氏体相界面增多、板条细化、碳化物分散度提高以及原奥氏体晶粒尺寸减小而产生细化。
新型低成本耐磨钢磨损性能与机理研究
新型低成本耐磨钢磨损性能与机理研究本文利用美国CETR公司生产的YMT-3H摩擦磨损试验机分别对低成本的SG耐磨钢、Cr15高铬钢、75Mn高锰钢进行了常温“销-盘旋转”模式的摩擦试验，对比分析了三种材料磨损性能与材料组织、硬度以及摩擦速度之间的关系。
结果表明：三种钢材的硬度相差不大，但SG耐磨钢的耐磨损性能接近Cr15钢的耐磨性能，并高于75Mn钢的耐磨性能;三种材料中硬度越高材料耐磨性越差;当三种材料摩擦速度在42～125mm/s的范围内时，随着摩擦速度的增加，磨损速度加快。
标签：低成本;耐磨钢;磨损性能0 引言冷作模具所用钢是由常温下金属变形或成形所构成。
由于常温下材料的抵抗塑性变形能力大因此这类模具在性能上具有较高的硬度、耐磨性、强度及适当的韧性[1]。
随着现代制造业的发展，各种产品越来越注重产品外观设计和个性化定制，具体表现在产品造型愈加复杂、产品更新换代速度越来越快，因此产品冷作模具的更换频率也随之提高。
此外，小截面低质量的冷作模具钢进入低价竞争的恶性循环[2]。
因此在保证产品质量的前提下降低材料成本，成为国内企业提高产品竞争力的重要手段之一[3-4]。
本文以某企業通过降低材料合金成分配比且采用特殊生产工艺研发的一款低成本耐磨钢为研究对象，将其与传统的高铬钢Cr15、高锰钢75Mn进行对比研究。
研究三种材料的组织、硬度、耐磨特性及磨损机理，为该耐磨钢的在电机冲槽模具上的应用提供参考依据。
1 试验材料及方法1.1 材料化学成分及组织状态试验材料分为SG耐磨钢、Cr15钢、75Mn钢三种类型，三种钢材的化学成分见表1-表3。
1.2 试验方法首先利用日本Olympus公司生产的GX51金相显微镜（见图1）获取三种钢材的金相显微组织;然后采用数显布洛维硬度计SHBRV-187.5硬度仪测试三种钢材的硬度值，在测试过程中为了减小测试误差、提高测试数据的准确性，分别在与摩擦磨损式样晶粒取向相同的面上选取5点测量，取其平均值作为测量结果;最后进行摩擦磨损试验，摩擦磨损试验所选试验机为美国CETR公司YMT-3H 摩擦磨损试验机（见图2），试验条件为“销-盘旋转”模式，试样尺寸为φ6.2mm×15mm，每摩擦磨损1min将试样与夹具称重一次。
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低合金高强度钢的文献综述摘要:本文主要综述低合金高强度钢。
首先介绍它的成分和工艺。
成分主要是考察它的微合金化，通过微合金化和工艺来讨论低合金高强度钢的组织。
由于不同的合金化和成型工艺得到不同的组织，由此产生不同的性能。
因此依据组织的不同我们将低合金高强度钢进行分类。
最终我们讨论低合金高强度钢的性能，在这里我们主要考察它的磨损性能讨论。
关键词：低合金高强度钢TMCP微合金化磨损性能一、低合金高强度钢的成分低合金高强度钢的碳含量在0.27%-0.45%范围内，合金元素总质量分数在5%左右，经过热处理强化后强度大于MOOMPa的中碳低合金钢。
主要应用于飞机，火箭以及高压容器零件制作。
二、低合金高强度钢的微合金化和成型工艺L合金元素对低合金高强度钢的影响合金元素在低合金高强度钢中有着特别重要的作用,对低合金高强度钢的强度和韧性有重要的影响。
正是由于合金元素的作用,在钢的内部形成沉淀强化、弥散强化、固溶强化、位错强化、析出强化以及细晶强化(I)Ni属于非碳化物形成元素,一般固溶于钢基固溶体中,开启Y相区，降低相变温度,细化晶粒,提高强度和韧性。
(2)Nb属于强碳、氮化物形成元素,所形成的碳、氮化物在基体中固溶温度较高。
其形成的碳、氮化物能阻挡金属的高温回复和再结晶,对细化晶粒有利,不但能提高金属的强度,而且能改善其韧性。
⑶V也是较强的碳、氮化物形成元素,但所形成的碳、氮化物在基体中固溶温度较低,在热轧过程中弥散析此起到较强的沉淀强化作用。
(4)Ti和Nb的作用相像，是较强的碳、氮化物形成元素,所形成的碳、氮化物在基体中固溶温度较高。
其形成的碳、氮化物能阻挡金属的高温回复和再结晶,对细化晶粒有利,不但能提高金属的强度,而且能改善其韧性。
而且Ti的存在能改善硫化夹杂物的形态,对钢冲击韧性及厚度方向性能大有好处。
(S)Cu作为钢中的残余元素在以前进行了严格的掌握。
但近年来,随着讨论的不断深化和进展,对铜的作用有了新的熟悉,铜在铁素体中的溶解度很低,低温时能产生较强的时效强化现象,但在实际生产中铜的加入量应适当掌握。
(6)Mn› Cr> MoMn. Cr能提高其强度,也有利于其韧性改善;M。
是剧烈的贝氏体形成元素,因而在贝氏体钢中是不行缺少的组分,但其含量不能过高,否则对冲击不利。
2.低合金高强度钢的掌握轧制和掌握冷却掌握轧制是一种定量的预定程序地掌握热轧钢的形变温度、压下量(变形量)、形变道次、形变间歇停留时间、终轧温度及终轧后冷却的轧制工艺,钢坯在稳定的奥氏体区域或在亚稳定区域内进行轧制,然后掌握冷却速度,以获得铁素体与珠光体组织,有些状况下可获得贝氏体组织。
其目的是获得最佳的细化晶粒和其次相匀称分布的组织状态从而有效地改善钢的性能。
它充分运用了奥氏体的再结晶和未再结晶两方面理论,通过降低钢坯的加热温度,掌握变形量和终轧温度,采纳固溶强化、沉淀强化、位错强化及晶粒细化的强化机理,是一种形变与相变结合在一起的综合强化工艺。
目前广泛采纳的掌握轧制工艺也称为热机械控轧(TMCP)工艺。
TMCP的实质是掌握轧制工艺和掌握冷却工艺的结合,通过TMCP工艺生产的钢材具有良好的低温韧性、焊接性能,此外还能降低碳当量、节省合金元素。
该方法已成为生产高性能高强度钢所不行缺少的技术。
微合金化钢采纳掌握轧制和掌握冷却工艺是目前生产高强度钢的主要途径之一.依据钢中所添加的微合金元素的特性,采纳适当的控轧控冷工艺可大幅度改善钢的性能己被证明。
目前在掌握轧制中,大量采纳微合金化元素NbVTi,使之在钢中形成碳、氮及碳氮化合物。
采用其在不同条件下的溶解和析出机理抑制晶粒长大,增加铁素体形核率,产生沉淀强化。
3.低合金高强度钢的分类微合金化钢在H型钢的应用由于H型钢广泛应用于高层建筑、海洋石油钻井平台等场合,对其性能的要求特别高,传统成分的H型钢已无法满意要求。
为了改善H型钢的组织和性能,采纳第三代TMCP技术生产的V、N微合金化钢在H型钢上得到了胜利应用。
采纳该技术生产的V、N微合金化钢,通过V (C,N)的沉淀强化以及形成晶内铁素体的细晶强化,使H型钢的性能得到显著提高。
讨论表明,V微合金化钢中V(C,N)的析出强化和晶内铁素体的细晶强化在提高屈服强度方面的贡献可70%以上。
结合H型钢的生产工艺,V、N在H 型钢中的作用主要体现在以下几个方面：⑴在奥氏体温度范围内固溶在奥氏体中,随温度增加V在钢中的溶解度快速增加。
因此,由奥氏体析出的V(C,N)的量很少。
这就意味着轧制过程中V(CN)在阻碍奥氏体晶粒再结晶方面的作用不大。
(2)在相变及随后冷却过程中的析出由于轧制过程中由奥氏体中析出的V(C,N)量很少,因此其沉淀强化作用主要是由其在相变过程中铁素体内的析出供应的。
这是由于在A3- Al温度区间内缓冷时,由于温度较高(一般800- 700oC),V(C,N)析出的过饱和度较低,化学驱动力小,所以简单在界面上形核。
随着温度降低,过冷度增大,相变驱动力增加,界面移动将获得与析出速率相应的速度。
从而使界面摆脱析出相的限制,使V(C,N)在铁素体内过饱和度增加,这样v/a界面迁移后,当温度低于700时就在铁素体中弥散析出V (C,N)粒子。
综上所述,在奥氏体状态下,V溶入奥氏体,当温度降低到铁素体转变区时由铁素体中弥散析出V(C,N)粒子。
一方面,析出的粒子起到沉淀强化作用;另一方面,该粒子可以诱导IGF析出而细化晶粒,起到细晶强化作用。
由于氮化物比碳化物的稳定性大而且聚合倾向较后者小,因此,增加氮含量进而增加氮化物或V(C,N)中氮元素的比例,将使析出粒子的尺寸更加细小,增大沉淀强化和细晶强化的效果。
，V-N微合金化铁素体珠光型低合金高强度钢同Nb. Ti等微合金元素相比,V的碳化物在奥氏体中的溶解度大,一般状况下在奥氏体区轧制时不会析出,而是在轧后冷却过程中析出。
但当钢中增氮以后,由于其氮化物在奥氏体中的溶解度比其碳化物低约2个数量级,因此,在奥氏体状态轧制时可诱导析出VN和V(C,N),氮化物颗粒具有提高加热和焊接过程中奥氏体晶粒粗化温度、阻挡轧制过程中晶粒长大、延缓再结晶、增加相变比率和增加沉淀强化的作用。
结合轧后冷却过程中析出的VN和V(C,N),可以使轧后组织进一步细化。
从而使V、N微合金化钢的性能优于单独的含V钢。
V-N微合金化钢的强化机制主要体现在以下两方面:⑴冷却过程中析出V-N或V(CN)所引起的沉淀强化;(2)阻挡轧制过程中晶粒长大、延缓再结晶、细化铁素体晶粒的细晶强化作用。
由于V — N微合金化钢所具有的上述技术和经济优势,它在高强度钢及非调质钢、高强度钢、高强度厚板、H型钢、无缝钢管等产品开发中得到了广泛的应用,特殊是在热礼H型钢上得到了有效的应用深海管线钢的组织与性能要求通过固溶强化、细晶强化、沉淀强化、位错强化等强化方式可使管线钢具有较高的强度和韧性.对于强度和韧性要求不太高的管线钢而言,珠光体类型的低合金高强度钢即可满意要求。
但由于该类型管线钢的屈服强度通常在460MPa以下,而且碳含量通常较高,韧性和焊接性较差。
无法满意深海管线对钢材强度、韧性和焊接性的要求。
而通过降低钢材的碳含量,并采纳V、Ti. Nb、MO等进行微合金化,结合合适的控轧控冷工艺而获得超低碳贝氏体（针状铁素体）类型的低合金高强度钢,不但强度高于珠光体类型,而且其韧性和焊接性良好.对于含有V、Ti, Nb, M o等元素的管线钢而言,掌握轧制最主要是掌握奥氏体晶粒大小以及碳、氮化物的固溶。
高温奥氏体、临界变形与再结晶晶粒的细化,形变诱导微合金碳（氮）化物析出与提高再结晶温度, 低温奥氏体区变形叠加与铁素体富化生核做预备;动态Ar3变迁与双相区变形时亚晶与织构的形成:微合金碳氮化物弥散沉淀。
掌握冷却是采用细晶强化、沉淀强化和相变强化以提高钢材的强度；通过掌握冷却能在不降低材料韧性的前提下进一步提高材料的强度。
然而,金属塑性加工过程是一个特别简单的过程。
在这一过程中，不仅要求从加工力学的角度来考虑和求解塑性变形时金属的流淌、金属内部的应力和应变、变形力和变形力矩,而且还要通过传热学、金属学等考虑变形时的热传导、金属内部的组织变化（如动态、静态回复,动态、静态再结晶，晶粒长大,相变以及其次相粒子析出）等物理冶金现象。
要全面、具体地猎取变形力能参数以及了解上述物理冶金现象的本质，首先必需通过各种试验手段对加工过程进行全面讨论。
在实际生产过程中，由于生产条件、设施以及生产任务所限,不允许在生产设施上获得这类试验及讨论的结果。
低合金高强度耐磨钢低合金高强耐磨钢在采矿、建筑、农业机械、水泥生产、港口以及冶金机械等领域获得了广泛应用。
主要是由于上述领域对材料耐磨性能要求较高。
据统计,在工业发达我国,每年机械装备及其零件的磨损所造成的经济损失占国民经济总产值4%左右。
随着各类机械的大型化和轻量化,企业对Nb、Ti. Cr› M。
微合金化NM450级别低合金高强度耐磨钢的需求越来越大。
耐磨钢板的耐磨性能好,但由于工作条件恶劣,经过一段时间使用以后,就会在表面发生因磨损而造成的失效。
耐磨钢板经磨损失效以后就会报废,此时就需要再次进口新的耐磨板,因而造成了大量的铺张。
假如能够通过某种手段将磨损失效部位修复,使其耐磨性达到甚至超过原有耐磨板的性能,就会实现失效产品的再制造。
不但可以达到节省的目的,而且可以提高效率和生产率。
而表面改性技术就是这样一种通过在材料表面制备一层或多层功能涂层,实现提高材料一表面耐磨、耐蚀或耐热性能的技术。
通过在失效部位制备某种功能涂层,可以实现产品的再制造。
因此,表面改性技术有望成为21世纪工业进展的关键技术之一。
由于通过表面改性技术可以在构件表面制各一层仅为本体结构尺寸几百分之一到几特别之一的功能涂层（比如耐磨、耐蚀和高温性能等等）,并实现制造以及失效部件的再制造,因此具有重大的经济效益和社会效益。
前述的V、N微合金化铁素体一珠光体型低合金高强度钢的屈服强度极限约为460MPa o若要求更高强度和韧性的协作,因碳量的增加将使钢材的韧性和焊接性急剧降低,因此,不行能靠增加碳含量从而增加珠光体量来实现。
此时就需要采纳进一步相变强化的方法。
主要是适当降低钢的含碳量以改善韧性和焊接性,由此造成的强度损失,由加入合金元素,通过车L 后形成低碳贝氏体或马氏体的相变强化方式得到补偿。
而针状铁素体型低合金高强度钢的含碳量低于0.06%,主要合金元素为Mn,再加入MO、Nb、Ti、V等合金元素。
通过Mn和Mo 推迟先共析铁素体和珠光体转变,降低贝氏体转变点,在450oC下形成针状铁素体。
加入Nb或Ti是为了形成强碳化物起到细化晶粒和沉淀强化作用。
三.低合金高强度钢的性能测定磨损试验的性能测定主要依靠磨损试验机。