65錳冷軋鋼板40cr鋼板45號(hào)冷軋鋼板42crmo鋼板450和427 cm-1雙峰的強(qiáng)度比可反映Mn2+和Fe2+的替代關(guān)系。紅外光譜在400～650 cm-1波段和900～1 200 cm-1波段有吸收峰，可以反映羥基與氟和Mn2+與Fe2+的替代關(guān)系。因此，拉曼光譜、紅外光譜特征可清晰區(qū)分氟磷錳礦、羥磷錳礦和氟磷鐵礦三個(gè)類質(zhì)同像礦物。紫外-可見光吸收光譜中，以406 nm為中心的強(qiáng)吸收峰是由于Mn2+自旋禁阻躍遷導(dǎo)致；以455 nm為中心的弱吸收峰是由于Fe2+自旋禁阻躍遷導(dǎo)致，Mn2+對(duì)此峰也有一定貢獻(xiàn)；以533 nm為中心的吸收峰是由Mn2+的~6A1g（S）→~4T1g（G）躍遷導(dǎo)致。樣品呈現(xiàn)紅橙色，屬自色礦物。氟磷錳礦族礦物普遍存在類質(zhì)同象，拉曼光譜、紅外光譜可準(zhǔn)確鑒定氟磷錳礦，電子探針可以為其產(chǎn)地溯源提供重要信息。因此,開發(fā)高性能的耐磨鋼鐵材料,對(duì)減少材料磨損過程中的損失、提高機(jī)械裝備的使用壽命有著至關(guān)重要的意義。低合金耐磨鋼作為一種重要的耐磨鋼鐵材料,因合金含量低、綜合性能良好、生產(chǎn)靈活方便及價(jià)格便宜等特點(diǎn),被廣泛的應(yīng)用于工程機(jī)械、礦山機(jī)械及冶金機(jī)械等設(shè)備的生產(chǎn)制造。本文以高級(jí)別的低合金耐磨鋼板NM500為研究對(duì)象,對(duì)其成分、組織進(jìn)行設(shè)計(jì),研究所設(shè)計(jì)成分體系下的馬氏體、馬氏體-鐵素體和馬氏體-納米碳化物的控制情況,并分析了其控制工藝過程與組織、力學(xué)性能和三體沖擊磨料磨損性能的關(guān)系,終開發(fā)出馬氏體型低成本、馬氏體-鐵素體型高韌性和馬氏體-納米碳化物型高耐磨性的低合金耐磨鋼板錳13。

本文的主要內(nèi)容和創(chuàng)新如下：（1）針對(duì)傳統(tǒng)低合金耐磨鋼中添加較多Ni、Mo等貴重合金甚至是稀土元素成本較高的缺點(diǎn),首次采用在普通C-Mn鋼的基礎(chǔ)上加入少量Cr和B元素的低成本成分體系,開發(fā)出高級(jí)別的低合金耐磨鋼板NM400。其中：抗拉強(qiáng)度>1600MPa,布氏硬度>500HB,延伸率>10%,-40℃低溫沖擊>30J,耐磨性能高于國外同等級(jí)別耐磨鋼水平。研究了該類鋼的連續(xù)冷卻相變行為、熱處理前的熱變形及熱變形后的冷卻工藝、熱處理過程中的淬火和回火工藝對(duì)實(shí)驗(yàn)鋼的強(qiáng)韌性控制單元如原始奧氏體晶粒尺寸、block尺寸、Lath尺寸和析出物的影響規(guī)律,并分析了其與實(shí)驗(yàn)鋼的力學(xué)性能和三體沖擊磨料磨損性能的關(guān)系。結(jié)果表明,較低溫度的控制軋制后控制冷卻至貝氏體區(qū)間,然后在880℃淬火和170-C回火,可得到 的硬度和韌性配合,并得到高的耐磨鋼板nm450性能。65錳冷軋鋼板40cr鋼板45號(hào)冷軋鋼板42crmo鋼板

45號(hào)冷軋鋼板65錳冷軋鋼板40cr鋼板42crmo鋼板耐磨鋼板NM400狀珠光體,回火后組織為回火馬氏體+少量鐵素體,而傳統(tǒng)熱軋態(tài)50CrV4鋼的組織為粒狀珠光體+鐵素體,回火后組織為回火馬氏體;經(jīng)相同淬火與回火工藝后,連鑄連軋態(tài)50CrV4鋼的強(qiáng)度增加幅度更大,且相同狀態(tài)下連鑄連軋50CrV4鋼的強(qiáng)度更高而塑性較低。在相同磨料磨損條件下,磨損失重量從大至小順序?yàn)?Q345>16Mn>45鋼>50CrV4鋼,50CrV4、45鋼和16Mn鋼的相對(duì)耐磨性（與Q345相比）分別為1.99、1.21和1.14,50CrV4鋼具有佳的耐磨性;45鋼、16Mn和Q345鋼的主在相同反應(yīng)條件下，與無電場浸出相比，電場的引入可使高硫煤脫硫率提高19.93%,軟錳礦中錳的浸出率提高16.77%。經(jīng)電場與軟錳礦聯(lián)合脫硫后的煤中的固定碳及熱值略微降低，而揮發(fā)分和灰分略微增加，小分子增多，另外，煤中的分子結(jié)構(gòu)基本未改變。在電場的作用下，軟錳礦中二氧化錳的強(qiáng)氧化作用會(huì)促進(jìn)煤粒表面有機(jī)分子鍵斷裂，使高硫煤粒內(nèi)部無機(jī)硫及有機(jī)硫充分暴露，并與電解生成的高價(jià)鐵、錳離子發(fā)生反應(yīng)，終，無機(jī)硫被氧化為單質(zhì)硫或者硫酸根離子脫除，有機(jī)硫則主要被氧化成亞砜及砜后水解，以達(dá)脫硫目的。研究確定了520MPa750MPa三個(gè)級(jí)別鋼種的化學(xué)成分設(shè)計(jì),BT520JJ級(jí)別采用Mn-Ti-Cu合金組合設(shè)計(jì);耐磨鋼板400，BT590GJ級(jí)別采用Mn-Ti-Nb合金組合設(shè)計(jì);BT750GJ級(jí)別采用Mn-Ti-Cr-Mo-V合金組合設(shè)計(jì)。針對(duì)上述三個(gè)級(jí)別鋼種進(jìn)行了焊接研究,合金鋼板焊接應(yīng)選擇“等強(qiáng)匹配”或“匹配”的焊接工藝,其中BT520JJ級(jí)別的鋼板實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。本文采用KR法鐵水預(yù)處理,鐵水硫含量應(yīng)≤0.01%,出鋼溫度≥1620℃;LF精煉根據(jù)轉(zhuǎn)爐鋼水成分及溫度進(jìn)行造渣脫硫,加合金進(jìn)行成分調(diào)整,溫度滿足連鑄工藝;連鑄液相線溫度1513℃,過熱度2540℃,耐磨鋼板500平均拉速0.81.3m/min;鋼坯三段式加熱,出爐溫度1220℃±15℃,均熱時(shí)間≥30min,在加熱溫度1080℃45號(hào)冷軋鋼板65錳冷軋鋼板40cr鋼板42crmo鋼板耐磨鋼板NM4

45號(hào)冷軋鋼板65錳冷軋鋼板40cr鋼板42crmo鋼板耐磨鋼板NM500達(dá)更高的設(shè)計(jì)指標(biāo),同時(shí)可以有效的降低車輛自重,達(dá)到節(jié)能環(huán)保的要求。然而,目前NM600耐磨鋼的生菱錳礦、方解石與菱鎂礦的浮選分離一直是錳礦浮選分離所遇到的困境之一。在前期的研究中,關(guān)于油酸鈉體系下抑制劑的研究報(bào)道眾多,但是難以實(shí)現(xiàn)三者浮選的有效分離。因此,探尋選擇性較強(qiáng)的捕收劑是實(shí)現(xiàn)三種礦物浮選分離的主要思路。本論文通過單礦物和混合礦浮選分離實(shí)驗(yàn)探究了新型Gemini表面活性劑體系下菱錳礦及鈣鎂碳酸鹽礦物的浮選分離,并采用浮選溶液化學(xué)計(jì)算、表面動(dòng)電位測試、紅外光譜分析和XPS分析等手段,探究了不同的浮選藥劑在菱錳礦、方解石和菱鎂礦表面的吸附形式,為菱錳礦與鈣鎂碳酸鹽礦物的浮選分離奠定了理論基礎(chǔ)。在純礦物浮選試驗(yàn)中,通過將丁烷-1,4-雙（十二烷基二甲基溴化銨）制和控制冷卻,對(duì)在線淬火和空冷的熱軋?jiān)牧线M(jìn)行熱處理工藝研究,經(jīng)過優(yōu)化的熱處理工藝獲得了以板條馬氏體組織為主的性能合格NM450耐磨鋼板。 對(duì)NM360耐磨鋼板的磨損特性進(jìn)行系統(tǒng)研究分析,提出新型耐磨機(jī)理。首先研究了試驗(yàn)鋼組織粗化規(guī)律、高溫變形規(guī)律和奧氏體冷卻相變規(guī)律,為軋制工藝和熱處理工藝提供基礎(chǔ)支持。無鈮試驗(yàn)鋼在大于900℃后奧氏體組織顯著粗化,含鈮試驗(yàn)鋼（0.05%）

耐磨鋼板錳13在大于1050℃后奧氏體組織明顯粗化,并且粗化程度低于無鈮試驗(yàn)鋼。高溫?zé)釅嚎s試驗(yàn)得出試驗(yàn)鋼在不同溫度、不同應(yīng)變速率下的真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線,獲得了試驗(yàn)鋼在熱變形過程中動(dòng)態(tài)再結(jié)晶變化規(guī)律。通過經(jīng)典熱變形本構(gòu)模型,構(gòu)建了材料的本構(gòu)模型,模型預(yù)測能力具有95%以上的可度。基于動(dòng)態(tài)材料模型理論建立材料的熱加工圖,較準(zhǔn)確地分析材料在不同變45號(hào)冷軋鋼板65錳冷軋鋼板40cr鋼板42crmo鋼板耐磨鋼板NM500的影響不顯著。