变质耐磨锰钢

本书在分析现有国内外关于奥氏体锰钢研究成果的基础上，总结了作者在本研究领域多年的研究成果。全书共8章,内容涵盖高锰钢简介、高锰钢的研究概述、变质锰钢的组织与性能研究、变质锰钢的动态变形行为研究、变质锰钢的磨料磨损行为研究、变质锰钢磨损过程的动态研究，以及变质锰钢宏观特性的微观机制研究，最后对变质耐磨锰钢的研究进行了汇总与展望。 本书可供从事金属材料研究、生产和使用的单位和人员参考，也可供从事金属材料选用、机械加工等相关研究及技术人员参考。

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第1章高锰钢简介1 1.1化学成分与力学性能1 1.2熔炼工艺2 1.2.1电弧炉熔炼工艺2 1.2.2碱性感应电炉炼钢工艺5 1.3铸造工艺7 1.4热处理工艺8 1.5铸件的切割9 1.6铸件的焊补10 1.7铸件的切削加工与压力整形11 第2章高锰钢的研究概述12 2.1化学成分的研究13 2.1.1改变碳、锰含量13 2.1.2再合金化14 2.1.3变质处理17 2.2生产工艺的研究19 2.2.1冶炼工艺19 2.2.2铸造工艺20 2.2.3热处理工艺21 2.2.4表面预先硬化处理24 2.2.5高锰钢的粉末成型25 2.3磨损条件的研究25 2.4变形行为的研究26 2.4.1加工硬化能力26 2.4.2加工硬化机制26 2.4.3拉伸曲线的锯齿现象30 2.5形变诱发马氏体相变的研究31 2.5.1形变诱发马氏体现象31 2.5.2形变诱发马氏体相变热力学31 2.5.3形变诱发马氏体相变动力学32 2.5.4形变诱发马氏体的形核33 2.6磨损机理的研究34 2.7本章小结36 第3章变质锰钢的组织与性能研究38 3.1实验材料与方法38 3.1.1实验材料38 3.1.2试样制备39 3.1.3力学性能实验40 3.1.4热分析实验40 3.1.5金相分析41 3.1.6电镜分析41 3.2变质锰钢的铸态组织41 3.2.1铸态组织细化41 3.2.2碳化物粒化41 3.2.3夹杂物球化47 3.2.4奥氏体晶粒细化49 3.2.5晶内成分均匀化51 3.3变质锰钢的热处理组织52 3.4变质锰钢的力学性能55 3.4.1变质对锰钢力学性能的影响55 3.4.2热处理对变质锰钢力学性能的影响57 3.5本章小结58 第4章变质锰钢的动态变形行为研究60 4.1实验材料与方法60 4.1.1实验材料与试样制备60 4.1.2动态压缩和拉伸变形实验60 4.1.3声发射实验60 4.1.4磁称实验61 4.1.5薄膜原位动态拉伸实验62 4.1.6金相与物相分析62 4.2动态压缩变形63 4.2.1锰含量对压缩变形的影响63 4.2.2碳含量对压缩变形的影响65 4.2.3压缩变形时加工硬化参数H的计算68 4.3动态拉伸变形69 4.3.1拉伸变形的应力-应变曲线69 4.3.2拉伸变形过程中的组织与硬度变化70 4.3.3拉伸变形时加工硬化指数的计算73 4.4形变诱发马氏体相变驱动力的计算74 4.5薄膜原位动态拉伸过程的TEM观察75 4.5.1形变诱发马氏体的形核与长大75 4.5.2位错组态的动态变化76 4.5.3碳化物质点与位错的交互作用78 4.5.4裂纹扩展及其周围的微观结构变化79 4.6本章小结80 第5章变质锰钢的磨料磨损行为研究81 5.1实验材料与方法81 5.1.1实验材料与试样制备81 5.1.2耐磨性实验81 5.1.3硬度实验与组织结构分析82 5.2锰及碳含量对变质锰钢耐磨性的影响83 5.3变质对锰钢耐磨性的影响85 5.4熔炼方法对锰钢耐磨性的影响86 5.5热处理对变质锰钢耐磨性的影响87 5.6磨损冲击功对变质锰钢耐磨性的影响89 5.7变质锰钢的工业应用效果91 5.8本章小结92 第6章变质锰钢磨损过程的动态研究94 6.1实验材料与方法94 6.1.1实验材料与试样制备94 6.1.2耐磨性实验94 6.1.3组织结构分析与硬度实验94 6.2磨损表面形貌的动态变化95 6.3磨损表层硬度的动态变化97 6.4磨损表层组织结构的动态变化98 6.5磨损条件对变质锰钢耐磨性的影响104 6.6本章小结106 第7章变质锰钢宏观特性的微观机制研究108 7.1实验材料与方法108 7.2固体与分子经验电子理论简介109 7.3锰钢奥氏体的微观结构111 7.3.1锰钢奥氏体中C-Mn原子的偏聚111 7.3.2锰钢奥氏体中C-Mn原子偏聚区的成分115 7.3.3锰钢奥氏体的结构116 7.4锰钢宏观特性的微观机制117 7.4.1高锰钢的加工硬化机制117 7.4.2变质锰钢的加工硬化机制119 7.4.3奥氏体的稳定性122 7.4.4冲击韧性123 7.4.5抗冲击耐磨性123 7.5本章小结123 第8章变质锰钢的研究成果与未来展望125 8.1变质锰钢的研究结果125 8.2变质锰钢的综合优化127 8.3提高锰钢耐磨性的途径与方法128 8.4未来研究展望129 参考文献131