V、Ti对NM400钢耐磨性能的影响

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随着科学技术和现代工业的高速发展，机械设备的运转速度越来越高，受摩擦的零件被磨损的速度也越来越快，因磨损所造成的能源和材料消耗是十分惊人的，所以更加可靠耐磨的钢需求量越来越大。钢…

随着科学技术和现代工业的高速发展，机械设备的运转速度越来越高，受摩擦的零件被磨损的速度也越来越快，因磨损所造成的能源和材料消耗是十分惊人的，所以更加可靠耐磨的钢需求量越来越大。钢的组织、晶粒度、第二相数量和大小都对钢的耐磨性产生影响。V、Ti作为常见的微合金元素，被广泛使用来提高钢的性能，为此，本次试验着重研究V、Ti对NM400钢耐磨性能的影响。

试验预计在NM400钢中添加0.1～0.3%的微合金化元素V和Ti。试验NM400钢采用工业纯铁、纯Cr、Ni、C、多晶Si和Mo-Fe（Mo含量55%）、V-Fe（V含量80.44%）、Mn-Fe（Mn含量70.2%）、B-Fe（B含量19%）、Ti-Fe（Ti含量29.96%）配制，工业纯铁提前打磨除锈。用7kg真空感应炉熔炼，将各种原料加入到感应炉内。将感应炉抽真空到0.1Pa，之后充氩气到0.06MPa，开始通电冶炼，熔清后，低功率保温搅拌5min，以均匀成分，最终带电浇铸为Φ70mm的钢锭。采用直读光谱仪对试验钢的成分进行分析，所冶炼钢成分分析结果见表1。

表1 试验钢的化学成分（质量分数，%）

试验钢	C	Si	Mn	P	S	Cr	Ni	Mo	B	V	Ti	Fe
1	0.28	0.70	1.59	0.009	0.008	1.53	1.01	0.47	0.005	0.11	0.08	余量
2	0.29	0.71	1.65	0.010	0.008	1.54	1.04	0.49	0.004	0.22	0.21	余量
3	0.27	0.70	1.65	0.011	0.006	1.53	1.02	0.46	0.003	0.27	0.32	余量

钢锭经过3道次，平均每道次压下量19.3mm，热轧成厚度为12mm的钢板。初轧温度为1200℃，终轧温度为900℃。钢板在800℃下退火12h，线切割为一定尺寸后进行淬火加低温回火热处理。热处理制度具体为：淬火温度930℃，保温时间36min，回火温度230℃，保温时间90min。

热处理后将试样制成Φ10mm×15mm的圆柱，两端打磨抛光，在NM-W1型立式万能磨损试验机上进行磨损试验，磨损试验主要参数为：转速100r/min，载荷100N，每次旋转时间为3min，砂纸选用240目砂纸。每个试样进行5次磨损试验。

结果表明：V、Ti的加入，不仅析出了V、Ti的碳化物，也促进了Si的氧化物析出，尺寸较大的第二相主要为Si的氧化物，V、Ti的碳化物较为细小；耐磨试验表明V、Ti加入量分别为0.1%、0.2%和0.3%时，单位面积的磨损率分别为：0.0115、0.0082、0.0106g/cm2；V、Ti加入量均为0.1%时，磨损试验后试样表面犁沟较多，出现一些较深的犁沟，加入量均为0.2%时，犁沟较少且较浅；加入量均为0.3%时犁沟既深又多，部分区域已经出现基体脱落现象。综合分析以V、Ti加入量为0.2%时试验钢的耐磨性最佳。

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