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文檔簡介
1、焦炭篩分用篩板要求有較高的耐磨性和一定的韌性,為滿足這一要求,采用了組焊的結構,其中篩分過程中與焦炭直接接觸的篩條采用鑄造材料,熱處理后焊接在碳素結構鋼框架上,由此鑄造篩條的組織性能對篩板的耐磨性和防斷裂性具有重要的影響。生產廠家目前使用35CrMnSi低合金鋼作為篩條材質,其熱處理工藝為水淬+低溫回火,其組織為馬氏體組織,可保證篩板的硬度和耐磨性能,但由于篩條較薄,水淬后易發(fā)生變形和開裂,嚴重影響篩板的正常生產和使用性能。為解決篩板存
2、在的這一問題,本論文擬重新設計一種空淬材質的篩條,其熱處理工藝由空冷代替水冷,可解決篩板冷卻后的變形和開裂。保證篩板焊接后的性能。
篩條材質的選取要綜合考慮硬度、焊接性能和熱處理工藝,碳含量和合金元素及含量對這些性能都有重要的影響。為此設計了6組不同化學成分的鑄造材質,對這6組試樣進行不同熱處理工藝,并對熱處理后的試樣進行磨損試驗和焊接試驗。采用金相顯微鏡、X射線衍射儀、掃描電鏡等,觀察分析了在鑄態(tài)下和不同熱處理工藝下試樣和焊
3、接接頭的金相組織,測試了不同熱處理工藝后試樣的硬度和沖擊韌性值,并進行了焊接接頭的疲勞壽命試驗。
通過實驗可知:6組試樣鑄態(tài)顯微組織主要為珠光體和馬氏體,晶間為富鉻組織,隨著碳含量和合金元素含量的提高,成分偏析越來越嚴重。經(jīng)淬火和回火后組織主要為馬氏體。奧氏體化溫度對試樣的組織和性能有顯著的影響,隨著奧氏體化溫度的升高,晶界處殘留的合金碳化物減少,經(jīng)XRD衍射分析為M7C3碳化物,硬度值和沖擊韌性提高,但過高的奧氏體化溫度,反
4、而使試樣的力學性能變差。回火溫度對馬氏體的影響不大,仍為回火馬氏體。
碳含量和鉻元素含量對馬氏體的數(shù)量和形貌有很大影響,隨著鉻元素含量的提高,空冷后基體得到的馬氏體增多;隨著碳元素含量的提高,基體中馬氏體數(shù)硬度值升高,沖擊韌性值降低。對熱處理后試樣進行低應力磨損試驗,發(fā)現(xiàn)耐磨性隨著硬度的增大而提高,其磨損機理為次塑變機理和微觀切削磨損機理。在酸性環(huán)境下加速磨料磨損,在堿性環(huán)境下表面形成氧化膜,對材料表面起保護作用。
5、試樣焊接后母材不同部位經(jīng)歷了不同的焊接熱循環(huán),其組織和性能發(fā)生不同程度的變化。在篩板根部焊后母材容易產生馬氏體組織,淬硬傾向大,容易產生焊接裂紋,且裂紋率隨著碳含量和鉻元素含量的提高而增加,使焊接接頭的疲勞壽命降低。篩板端面受焊接熱循環(huán)的影響小,顯微組織仍為馬氏體,硬度值變化不大。
通過熱處理后力學性能和焊后焊接接頭疲勞壽命的對比,5#試樣的綜合性能最好,其C為0.42%,Cr為4.82%,通過現(xiàn)場驗證,此種材質的篩板使用壽命
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