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微合金化低合金耐磨钢作为一种能有效抵抗磨损的耐磨钢铁材料,被广泛应用于各类机械设备的生产制造。目前国内钢厂生产的微合金化低合金耐磨钢常出现性能不稳定的问题,鉴于此,本文采用硬度测试、准静态拉伸、低温冲击实验研究了NM500耐磨钢和HARDOX450耐磨钢力学性能,采用SEM、EDS、TEM和EBSD技术对耐磨钢微观组织、断口形貌进行观察。通过对NM450耐磨钢进行不同温度(860、880、900、920℃)二次淬火,进行力学性能测试、微观组织观察和耐磨性能比较,以期获得力学性能稳定、耐磨性能优异的耐磨钢。本文研究结果如下:(1)NM500钢因厚度方向组织差异大导致力学性能不均匀。拉伸断口以撕裂脊、准解理面和韧窝撕裂为特征,拉伸断口观察到微米级TiN存在2种破碎形貌:TiN处于断口的撕裂脊上;TiN处于深韧窝底部。研究发现微米级TiN受拉应力作用时出现3种破碎机制:TiN内单条裂纹萌生并扩展至基体,TiN内单条裂纹萌生但在基体处止裂,TiN内萌生多条裂纹并在基体处止裂。通过EBSD研究发现NM500钢中存在高应变区与微米级TiN,且原奥氏体晶粒粗大,TiN上产生裂纹后基体止裂能力较差从而使裂纹极易在基体上延伸,所以钢的塑韧性较差。(2)HARDOX450钢组织和晶粒尺寸小且均匀因而力学性能较好。拉伸断口以韧窝和分离裂纹为主要特征,低温冲击断口以河流状花样、剪切韧窝及解理面为主要特征。观察断口发现TiN处于深韧窝底部。模拟计算发现TiN在固态下析出,因此HARDOX450钢中微米级TiN含量少尺寸小,TiN存在3种破碎机制:TiN自发形核、单条裂纹萌生止于基体;TiN异质形核、裂纹在核心处萌生止于基体;TiN自发形核、多条裂纹萌生并止于基体。HARDOX450钢之所以力学性能较好是因为钢中无高应变区,且在拉伸过程中细小组织与晶粒阻碍主裂纹扩展。(3)国内外耐磨钢差距主要在于力学性能均匀性,而其主要影响因素是组织与晶粒尺寸细化及均匀性。因而通过不同温度二次淬火细化组织,获得优异的力学性能和耐磨性能。结果表明,在880℃下二次淬火得到的试样晶粒平均尺寸最小,组织由一次淬火组织中细长马氏体转变为短粗状马氏体,试样硬度、强度最高;随着二次淬火温度的升高塑性持续升高。6000次三体冲击磨损试验后发现,一次淬火的NM450钢磨损表面为犁沟、微切削及疲劳损伤;二次淬火能有效提高NM450钢的耐磨性能,在880℃下二次淬火得到的试样磨损量最小,耐磨性能最好,磨损表面为鳞剥与疲劳损伤;HARDOX450钢磨损表面为疲劳损伤。