JOURNALOFNETSHAPEFORMING2013年1月78低碳中合金钢破碎机锤头的研制周鹏，刘兰俊，王辉，刘建升，张其飞(合肥工业大学材料科学与工程学院，合肥摘要:研究了一种新型的破碎机锤头，对其采用合金化处理并经过热处理，实验表明:该低碳中合金耐磨钢的硬度大于51HRC，冲击韧性大于141J/cm2。经热处理后的显微组织为回火马氏体+残余奥氏体+弥散的碳化物，比高锰钢破碎机锤头性能有很大提升。关键词:破碎机锤头;热处理;马氏体;力学性能中图分类号:TG142．72文献标识码:A文章编号:1674-6457(2013)01-0078-03StudyontheCrusherHammerwithLowCarbonandMediumAlloySteelZHOUPeng，LIULan-jun，WANGHui，LIUJian-sheng，ZHANGQi-fei(MaterialScienceandEngineeringCollege，HefeiUniversityofTechnology，HefeiAbstract:Anewcrusherhammerwasmade．Thecompositionwasoptimizedbyalloyingandthenitexperiencedheattreatmenttechnology．Theresultswereasfollows，thislowcarbonandmediumalloysteelhasgoodproperties．ThehardnessofthesteelisHRC＞51，impacttoughnessisak＞141J/cm2．Afterheattreatmentthemicrostructurecomposedofthemixtureoftemperedmartensite，asmallamountofresidualausteniteandcarbidedispersion．Comparedwiththecrusherhammerproducedbyhighmanganesesteel，thepropertiesweregreatlyimproved．在冶金、矿山、电力、建材和机械等行业中，耐磨材料都是在极其恶劣的条件下服役的。作为破碎各种物料的破碎机锤头，在破碎物料过程中会承受很大的冲击力以及物料对表面的挤压，特别是矿石材料颗粒尖锐的部分，会直接刺入破碎机表面并将材料推向两旁或者前缘，从而造成很大的磨损。由此，制备破碎机锤头的材料必须具有较大的抗冲击能力，防止断裂，而且需要有较高的硬度，防止材料发生大的塑性变形而形成犁皱［1］。奥氏体高锰钢材质，它的特点是组织为经过水韧处理的奥氏体，韧性值较高，一般能达到200J/cm2以上，但硬度值特别低。在面对较高冲击时，能够发生加工硬化，使得材料的硬度值得到较大程度的提升;在中小冲击工况下，由于加工硬化程度低，硬度很低，使得材料的耐磨性能非常差。近年来，低中合金钢作为耐磨材料的应用越来越广泛人们也努力研究各种铸造工艺和热处理工艺以得到材料的最佳性能。文中以低碳中合金钢为对象，研究热处理工艺对其结构和显微组织的影响，充分发挥材料的力学性能，为破碎机锤头的使用提供参考。一般破碎机锤头的尺寸如图1所示1破碎机锤头在20世纪70—80年代，破碎机锤头普遍采用收稿日期:2012-06-10作者简介:周鹏(1984－)，男，湖北宜昌人，硕士研究生，主要研究方向为先进材料制备及其性能研究。周鹏等:低碳中合金钢破碎机锤头的研制第4卷第5期794)钼、镍、钒。Mo能提高材料的热强性，防止回火脆性，在提高基体耐磨性的同时改善韧性。Ni可改变钢种位错滑移特点，使位错易绕过某些障碍，避免产生大的应力集中，从而提高基体的韧性。V是强碳化物形成元素，能有效地细化奥氏体晶粒。少量的钒在加热时可溶入奥氏体中，增加钢的淬透性和提高回火稳定性。确定Mo0．4%～0．5%，Ni的质量分数为0．6%的质量分数为0．4%～0．5%。～0．8%，V图1破碎机锤头尺寸Fig．1Sizeofcrusherhammer5)磷、硫。P，S在耐磨钢中一般是有害元素，在钢中易形成晶界夹杂物，造成晶粒长大以及应力集中，增大钢的脆性，因此要将其值尽量降低。考虑到净化它们会大大提高材料的成本，故而确定P的质量分数＜0．03%，S的质量分数＜0．2实验材料为了得到较好性能的新材料，首先要对钢进行合金化，以提高其淬透性，降低奥氏体化温度，以得到更多的奥氏体，从而在奥氏体转变过程中得到更多的马氏体，极大地提高钢的硬度，细化晶粒，并3试样制备试验采用中频无芯感应电炉，将废钢、生铁、铬铁、镍、钒铁以及钼铁依次加入，在钢液熔化程度达到90%以上后加入钛铁和稀土对其进行复合变质处理，以达到净化钢液，增加非自发形核核心，细化铸态晶粒，使夹杂物分布更加均匀的目的。在钢液出炉前几分钟加入锰铁和硅铁对其进行脱氧处理，然后插铝终脱氧。钢液出炉温度为1600～1650℃，出炉...