NM450低合金耐磨钢的热处理组织与力学性能

doi:10.20057/j.1003-8620.2024-00126

特殊钢 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (1): 106-110.DOI: 10.20057/j.1003-8620.2024-00126

NM450低合金耐磨钢的热处理组织与力学性能

吴圳楠，姚开阳，陶芸，周伟成，万欣，宋新莉

武汉科技大学耐火材料与冶金国家重点实验室，武汉 430081

收稿日期:2024-05-09 出版日期:2025-02-01 发布日期:2025-01-16
通讯作者: 宋新莉
作者简介:吴圳楠（2002—），男，硕士
基金资助:
武汉科技大学大学生创新项目（23Z007）

Microstructure and Mechanical Properties of Heat Treatment Low-alloy Wear-resistant Steel NM450

Wu　Zhennan， Yao　Kaiyang， Tao　Yun， Zhou　Weichen， Wan Xin　， Song　Xinli

State Key Laboratory of Refractory Materials and Metallurgy， Wuhan University of Science and Technology， Wuhan 430081， China

Received:2024-05-09 Published:2025-02-01 Online:2025-01-16

摘要/Abstract

摘要： 研究了不同温度淬火、低温回火对高强度低合金耐磨钢的组织、强度与耐磨性能的影响规律与机理，结果表明：高强度低合金耐磨钢在840 ℃淬火，200 ℃回火，得到板条马氏体加少量铁素体组织，在880~920 ℃淬火，200 ℃回火，得到板条马氏体，马氏体基体中均含有高密度位错，马氏体板条之间有纳米尺寸条状残余奥氏体。随淬火温度升高，耐磨钢NM450成分质量分数（/%：0.20C，0.50Si，2.0Mn，0.20Cr，0.03Als，≤0.015P，≤0.005S）的屈服强度在1 142~1 173 MPa，抗拉强度在1 553～1 599 MPa，伸长率在10.0%~12.0%。试验钢的强化机理主要是位错强化、细晶强化与固溶强化，试验钢磨损表明有大量的犁沟与磨屑，磨损机理主要是塑性变形。试验钢在880 ℃淬火，200 ℃回火强度与耐磨性能均最佳。

关键词: 耐磨钢NM450, 组织, 强度, 磨损

Abstract: The effects of quenching and tempering at different temperatures on the microstructure， strength and wear resistance of NM450 high strength low-alloy wear-resistant steel were studied. The results showed that the lath martensite with a small amount of ferrite structure was obtained for the high-strength low-alloy wear-resistant steel quenched at 840 ℃ and tempered at 200 ℃. The lath martensite was obtained and the martensite matrix contains high-density dislocation， and the residual austenite was distributed between the martensite lath for the steel quenched at 880 ℃-900 ℃ and tempered at 200 ℃.With the increase of quenching temperature， the yield strength of wear-resistan steel NM450（/%：0.20C，0.50Si，2.0Mn，0.20Cr，0.03Als，≤0.015P，≤0.005S）was between 1142 MPa and 1 173 MPa， the tensile strength was between 1 553 MPa and 1 599 MPa， the elongation was between 10.0% and 12.0%. The strengthening mechanism of the test steel was mainly dislocation strengthening and fine grain strengthening and solid solution strengthening. There were a lot of furrows and grinding chips of the steels for abrasive wear， and the wear mechanism was mainly plastic deformation. The strength and wear-resistance proformance was the best for the steel quenched at 880 ℃ and the tempered at 200 ℃.

Key words: Wear-resistant Steel NM 450, Microstructure, Strength, Wear Loss

中图分类号:

TG161

吴圳楠, 姚开阳, 陶芸, 周伟成, 万欣, 宋新莉. NM450低合金耐磨钢的热处理组织与力学性能[J]. 特殊钢, 2025, 46(1): 106-110.

Wu　Zhennan, Yao　Kaiyang, Tao　Yun, Zhou　Weichen, WanXin　, Song　Xinli. Microstructure and Mechanical Properties of Heat Treatment Low-alloy Wear-resistant Steel NM450[J]. Special Steel, 2025, 46(1): 106-110.

参考文献

［1］ Białobrzeska B. The influence of boron on the resistance to abrasion of quenched low-alloy steels［J］. Wear， 2022， 500-501： 204345.
［2］ Zambrano O A. A review on the effect of impact toughness and fracture toughness on impact-abrasion wear［J］. Journal of Materials Engineering and Performance， 2021， 30（10）： 7101-7116.
［3］邓想涛，王昭东，袁国，等.HB450低合金耐磨钢组织与性能［J］，东北大学学报（自然科学版），2010，31（7）：942-946.
［4］苗隽，刘志璞，王群骄，等.钒微合金化对低合金耐磨钢组织与性能的影响［J］，金属世界，2020.6：21-23.
［5］ Ojala N， Valtonen K， Heino V， et al. Effects of composition and microstructure on the abrasive wear performance of quenched wear resistant steels［J］. Wear， 2014， 317（1-2）： 225-232.
［6］ Das Bakshi S， Leiro A， Prakash B， et al. Dry rolling/sliding wear of nanostructured bainite［J］. Wear， 2014， 316（1-2）： 70-78.
［7］ Deng X T， Huang L， Wang Q， et al. Three-body abrasion wear resistance of TiC-reinforced low-alloy abrasion-resistant martensitic steel under dry and wet sand conditions［J］. Wear， 2020， 452-453： 203310.
［8］练容彪，宋新莉，马玉喜，等. 合金元素对低合金耐磨钢组织及性能的影响［J］. 金属热处理， 2016， 41（12）： 47-51.
［9］马玉喜，宋新莉，练容彪，等. 回火温度与钛含量对低合金耐磨钢组织及性能的影响［J］. 材料热处理学报， 2017， 38（5）： 67-72.
［10］张玉华，赵豪杰，低合金耐磨钢回火工艺研究［J］，热加工工艺，2023，52，（18）：136-138.
［11］李　建，贾　涓，宋新莉，等. 一步配分工艺对低合金耐磨钢组织性能的影响［J］. 材料导报， 2019， 33（18）： 3113-3118.
［12］ Yuan Q， Li Z B， Zhang Q X， et al. Towards excellent strength-ductility synergy via high temperature short time annealing in low-carbon ultrafine grain steel［J］. Materials Science and Engineering： A， 2023， 886： 145674.
［13］ Chandan A K， Mishra G， Kishore K， et al. Evading the strength-ductility compromise in medium manganese steel by a novel low temperature warm rolling treatment［J］. Materials Characterization， 2023， 206： 113445.
［14］ Pallaspuro S， Mehtonen S， Kömi J， et al. Effects of local grain size and inclusions on the low-temperature toughness of low-carbon as-quenched martensite［J］. Materials Science and Engineering： A， 2019， 743： 611-622.
［15］ Shipway P H， Wood S J， Dent A H. The hardness and sliding wear behaviour of a bainitic steel［J］， Wear， 203-204：196-205.
［16］ Rojacz H， Katsich C， Kirchgaßner M， et al. Impact-abrasive wear of martensitic steels and complex iron-based hardfacing alloys［J］. Wear， 2022， 492-493： 204183.
［17］ Bhattacharya A， Bagdi A， Das D. Influence of microstructure on high-stress abrasive wear behaviour of a microalloyed steel［J］. Perspectives in Science， 2016， 8： 614-617.
［18］ Bedolla-Jacuinde A， Guerra F V， Rainforth M， et al. Sliding wear behavior of austempered ductile iron microalloyed with boron［J］. Wear， 2015， 330-331： 23-31.
［19］ Kostryzhev A G， Killmore C R， Yu D， et al. Martensitic wear resistant steels alloyed with titanium［J］. Wear， 2020， 446-447： 203203.
［20］ Saha G，Valtonen K， Saastamoinen A， et al. Impact-abrasive and abrasive wear behavior of low carbon steels with a range of hardness-toughness properties［J］， Wear， 2020，450-451：203263.

[1]	于昂, 李鑫旭, 苏赫, 李磊, 刘茜珂, 孟宇. 冷轧变形量对核电用GH4169合金组织性能的影响[J]. 特殊钢, 2025, 46(2): 78-81.
[2]	丰涵, 朱永昌, 宋志刚, 顾洋, 刘哲, 杨德博. 690合金显微组织演变对其导热性能的影响[J]. 特殊钢, 2025, 46(2): 109-115.
[3]	侯世耀, 张阳, 杨东欧, 赵阳, 陈礼清. 超高强度50SiMnCr弹簧扁钢及其连续冷却转变行为[J]. 特殊钢, 2025, 46(2): 98-102.
[4]	王占忠, 张越, 李旭, 彭峰, 刘丹, 郭士北, 刘月云. 12.9级高强度风电紧固件用42CrMoM钢生产工艺实践[J]. 特殊钢, 2025, 46(2): 38-42.
[5]	张明, 张剑锋, 林再勇. 低合金高强度紧固件钢研发现状与发展[J]. 特殊钢, 2025, 46(2): 29-37.
[6]	曹玉龙, 周霈祁, 唐莉梅, 张中心, 马崇圣. 盾构/TBM滚刀刀圈研制进展[J]. 特殊钢, 2025, 46(2): 1-12.
[7]	李进, 周许, 苏超, 鄢磊. 热处理工艺对H13ESR大型模具钢锻圆组织性能的影响[J]. 特殊钢, 2025, 46(1): 87-91.
[8]	刘干, 艾铖珅, 李江委, 孔祥磊, 王杨, 黄明浩. 热轧工艺对低强度IF钢组织和性能的影响[J]. 特殊钢, 2025, 46(1): 111-116.
[9]	杨旭, 鲍思前, 康筱龙, 胡家瑞, 刘晨, 田仁敏. 2 100 MPa级桥梁缆索用冷拔钢丝微观组织演变及强化机制[J]. 特殊钢, 2025, 46(1): 92-98.
[10]	张艳梅, 余海存, 仇秋玲. 固溶工艺对3Al-310S耐热钢组织和力学性能的影响[J]. 特殊钢, 2024, 45(6): 95-101.
[11]	赵佳伟, 田家龙, 杨平, 战东平, 姜周华. 双时效工艺对复合析出强化型超高强度钢的组织与性能的影响[J]. 特殊钢, 2024, 45(6): 88-94.
[12]	赵广迪, 臧喜民, 刘志超, 井玉安. 淬火工艺对A514CrQ齿条钢显微组织演变及硬度的影响[J]. 特殊钢, 2024, 45(6): 73-82.
[13]	徐临超, 叶赛男, 王文权, 张新戈, 陆有, 郭威. 热处理工艺对锻造430F铁素体不锈钢组织和性能的影响[J]. 特殊钢, 2024, 45(6): 83-87.
[14]	孟庆勇, 单庆林, 潘宏伟, 路博勋, 石晓伟, 温巨文. 高铬耐候钢Q350EW高温热塑性分析 [J]. 特殊钢, 2024, 45(6): 23-27.
[15]	李晴. 固溶温度对GH4163合金显微组织及拉伸性能的影响[J]. 特殊钢, 2024, 45(5): 97-101.

NM450低合金耐磨钢的热处理组织与力学性能

Microstructure and Mechanical Properties of Heat Treatment Low-alloy Wear-resistant Steel NM450

RichHTML

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价