鋼履帶板耐磨性能的影響-電阻爐的使用??！

履帶板是履帶式工程機械的 關鍵部 件之一 。 作 為整 車與地面直接接觸的 部 件 ， 其工作 環境極其 惡 劣 ， 不但與土壤 、 砂石等 直接接觸 ， 而且承受 著整 個 機體重量和復雜工況帶來的擠壓、 彎 曲 等交變應力 ， 從而 導致履 帶板 的嚴重磨損 和 變形 ， 甚至 發生 斷裂 。 而 目 前斷 裂和快速磨損是履帶板最為常 見的失 效形 式 ， 因 此， 要求 履帶板具有 較高 的 耐磨性。 近年來 ， 隨 著履 帶 板 材 質 向 低 合 金 鋼 方 面 的 快 速 發 展 ， ２３ ＭｎＢ 、 ２５ ＭｎＢ 和 ２５ ＣｒＭ ｎＢ 成為 了 最為 常用 的 履 帶 板鋼牌號 ， 斷裂 失效得到 了 較大改善 ， 但耐磨性方面 進步 卻不顯 著 。

１ 試驗材料及方法

１ ． １ 試驗材料試驗材料的制備 

１ ５ ０ ｋｇ 中 頻真 空感應 爐 冶 煉 —澆 鑄成 ５ ０ ｋ ｇ 鋼 錠—鋼錠去 保溫 帽及尾部—箱式電阻爐(上海博迅SX2-2.5-10Z)加熱 （ 加 熱溫度為 １ ２００ 丈 ， 保溫 １ ｈ ） —軋制 成 １ ２ ｍ ｍ 厚扁 鋼 （ ４＞７５ ０ ｍｍ ＋ ０５５ ０ ｍｍ 兩輥乳機 ） 一 ＞ ■ 乳后 自 然空冷 。 采用 以 上方法制 得的 試驗鋼主要化學成分見表 １ ， 其中 １ ＃ 試樣 為 現 有 ２５ ＣｒＭ ｎＢ 履帶 板鋼的 化學成 分 ， 作為 對 比 鋼 ， 鋼 中 的 釩 為 試驗原料 的 殘余 釩 ； ２ ＃ ￣ ４ ＃ 試樣除 釩含量有 所變 化外 ， 其余元素 含量基 本相 當 。

１ ． ２ 磨損試驗

履帶板工程 機械通 常是在沙石環境中 作業 ， 因 此 ， 采用 了 ＭＬＳ －２ ３ 型濕砂橡膠輪 式磨損 試驗機進 行磨損試驗 ， 以 盡可 能 接近 其實 際使用 狀態 。 橡膠 輪邵氏 硬度 為 ７ ０ ， 石英砂規格 為 ４０ ￣ ８ ０ 目 ， 試樣 為 ５７ ｍｍ ｘ ２５ ． ５ ｍｍ ｘ ６ ｍｍ 的 塊狀 ， 每 個編號 ３ 塊 ， 試 樣 狀態 為 淬火 ＋ 回 火 （ 將 試樣 毛 坯加 熱 至 （ ８８ ０ ±１ ０ ） Ｔ 保溫 ３０ ｍｉ ｎ 進行 水淬 ， 冷 至室 溫 ； 再將 淬火試 樣毛坯 加 熱至（ ２２０ ± １ ０ ） 丈 保溫３０ ｍｉｎ 后取 出 空 冷 。 磨損試驗分為 預磨和 正 式磨 損 試驗 ， 具體試驗方法 如 下 ：
（ １ ） 預磨 損 試驗 ： 將 試樣逐 個 進行清 洗 、 退 磁 ， 采 用 １ ｋｇ 水和 １ ． ５ ｋｇ 石 英砂磨 損 １ ０ ００ 轉 ， 試驗轉 速為 １ ８ １ ｒ／ｍｉ ｎ ， 試驗載 荷 為 ６８ ． ６ Ｎ ， 形 成 一 道 初 始 磨痕 ， 再將試樣用 無水乙 醇清洗干凈、 吹干 ， 并稱重 ， 作為試樣的 初 始質量 。
（ ２ ） 正式磨 損試 驗 ： 將 預磨 好 的 試樣 采用 與 預 磨相 同 的試驗方法 進行正式磨 損 試驗 ， 要 確 保正式 磨損試驗 產生的 磨痕 和預 磨 的 初 始磨 痕 在 同 一 處 ， 磨損 １ ０００ 轉后取 出 用 無水 乙 醇清洗干凈 、 吹 干 ， 并 稱重 ， 作為試樣 的磨后質量。
（ ３ ） 磨損量 計算 ： 初 始質量－ 磨后質 量。


２ 試驗結果及討論

隨著鋼 中 釩含 量的 增 加 ， 其磨損量和 相對磨損率降低 ， 當 鋼 中 的 釩含量為 ０＿ ０８ ％ 、 ０． １ ２ ％ 和 ０． １ ６ ％ 時 ， 比 現有 ２ ５ Ｃｒ Ｍ ｎ Ｂ 履帶 鋼 的磨 損 量 均 有 所減 少 ， 相 對 磨 損 率分別 降 低 了 ５ ． ８ ％ 、 ９． １ ％ 和 １ １ ． ８ ％ 。釩是強烈 的碳化物 形 成元素 之一 ， 一 般認為 鋼 中 的釩 ， 在 通常 情況下 ， 沉淀強 化起主要 作 用。 釩首 先是以 ＶＮ 方式析 出 ， 當 Ｎ 消 耗完 畢之后 ， 剩余的 釩 將生成 ＶＣ ， 但當 鋼 中 的 Ｎ 、 Ｃ 含量一 定時 ， 進一 步增 加 鋼中 的 釩 ， 多余的 釩將 以 固溶形式存在 。 因 此 ， 釩 在 鋼 中 的 作 用 主 要 取 決 于 其 存 在 形式 。 朱乃平等的研究表 明 ， 在 Ｆｅ － Ｍｎ－ Ａｌ － （ Ｃｒ ） 系 奧 氏 體鋼 中 ， Ｖ ４ Ｃ ３ 為主要強化相 ， 沉淀強化作用 隨 Ｖ 含量的 增加 而增大 。 Ｖ４ Ｃ ３ 是最硬最耐磨的 金 屬 碳化物 ， 細 小 彌 散分布 的 Ｖ４ Ｃ ３ 可 提高 鋼 的 蠕 變和 持 久 強 度 ， 提 高 基體顯 微硬度。釩 的 析出 量和 析出 比例 變化情況，當 鋼 中 的釩極其微量 時 （ １ ＃ ） ， 未檢測 出 釩 的 析 出 物 ； 隨 著鋼 中 釩含量增 加 ， 滲碳體中 的 釩含量增加 ， 當 鋼 中 銀增 加到 〇． １ ２ ％ 和 ０． １ ６ ％ 時 ， 其滲碳體 中 的釩含量 約為 ０ ？ ０ ２ ％ ； 當 鋼 中釩含量 為 ０ ． ０８ ％ ￣ ０ ． １ ６％ 時 ， 隨著 鋼 中 釩含量 的 增加 ， 析出 釩 的 比例 有所降低 ， 分 別為 ４ ８ ． ８ ％ 、 ４ ３ ． ０ ％ 和 ４ ２． １ ％ ， 但其析 出 數量 卻 隨 之增 加 ， 分別 為 〇？ ０ ３９ ％ 、 ０ ． ０５ ２ ％ 和 ０＿ ０６７ ％ 。在奧 氏 體－ 鐵素體相 變過程中 ， 鐵素體形核 主要 發 生在原 始 奧 氏 體 晶 界 上 ， 由 于釩的碳氮 化物 在奧 氏 體 向 鐵素 體轉 變 期 間 的 相界 面析出 ， 在晶 界起到 的 釘扎作 用 也 能夠有 效 阻 止鐵素 體晶 粒長 大 ，晶界處 就能夠發 現 有 一 定量的 釩析 出 相 ； 晶 內 還 可 以看到 一 定量的 細小釩析 出 相 ， 該質點 可作 為 鐵素 體形核提供更多 的 形核位置 ， 提高其形 核速 率。

３ 結 論

隨著 試驗鋼 中 釩含量 的 增 加 ， 鋼 中釩 的 析 出 相 數量增 多 ， 硬度 和耐磨性隨之增 加 ， 當 鋼 中 釩含 量由 ０． ００４ ％ 增 加 到 ０ ＿ １ ６ ％ 時 ， 試驗鋼 的 ＨＲＣ 硬度值從 ３ ６ ． ５ 提高 到 ４ ３ ． ５ ， 與 ２５ Ｃｒ Ｍｎ Ｂ 鋼 相 比 ， 相對磨損率 降低了 １ １ ． ８ ％ 。 同 時 ， 釩的 加 入還 起到 了 細 晶 強化 效果 ， 對試驗 鋼 的 強 度 和 軔 塑 性 起到 一 定 的 有 益作用 。