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凤镐十字钎头的材料选择及热处理工艺编制设计

凤镐十字钎头的材料选择及热处理工艺编制设计

由于钎具在其工作时要受到严重的冲击载荷和多重腐蚀疲劳,所以经常因发生过早的断裂而失效。选择具有较长寿命的冲击凿岩钎具,已经成为全球采掘业高效、低耗凿岩必须解决的二十一世纪重大工程难题之一。

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  • 详细描述

    凤镐十字钎头的材料选择及热处理工艺编制设计
    摘要:选择钎头的材料为新型贝氏体的钢,并且通过金相分析、光学显微镜的观察,研究了这种钢在不相同的热处理工艺下得到的组织和力学性能,对其制定出的工艺试验进行验证,结果显示,这种钢能够满足钎头材料的力学性能要求,并且其使用寿命要高于用40Cr材料制造的钎头,能够达到要求。所以,新型贝氏体钢是能够作为凿岩机钎头用钢。
    关键词:十字钎头;新型贝氏体钢;热处理;组织;性能.
     
    目录
    一、引言 1
    二、钎头的工作环境及失效分析 1
    (一)钎头的工作环境: 1
    (二)十字钎头的失效形式 4
    三、风镐十字钎头的材料选择以及比较 5
    (一)一般十字钎头的性能要求 5
    (二)用不同材料作钎头的比较 6
    四、风镐钎头制造工艺路线 7
    (一)零件材料加工工艺分析 7
    (二)零件材料热处理工艺分析: 7
    五、Cr-Mn-Si-Mo系新型贝氏体钢的研究 11
    (一)新型贝氏体钢做钎头的热处理组织和性能的研究 11
    (二)试样尺寸及其试验设备 11
    (三)试验材料的热处理工艺方案 12
    (四)正火加热温度对材料组织和力学性能的影响 12
    (五)回火工艺对新型贝氏体钢组织和力学性能的影响 16
    (六)热处理后冷却介质对新型贝氏体钢组织和力学性能的影响 23
    六、结论 25
    参考文献 27
    小结 28
     
    结论
    经过上面对新贝氏体钢组织和性能的分析,得到钎头用钢的热处理工艺为900℃奥氏体化正火,随后保温时间为1h;回火温度300℃保温时间2h;试验材料具有较好的强度、硬度及韧性,其力学性能为:抗拉强度为1670.7MPa、洛氏硬度49.5HRC、冲击韧度为83J。
    新型贝氏体钢的回火脆性在正火之后450-550℃之间出现,原因是其分解成的碳化物有关系。在300℃回火时,随着回火保温时间的延长,其力学性能变化不大,只有在保温2h时,材料才具有较好的强度和韧性。
    新型贝氏体钢的空气中冷却的组织主要是贝氏体铁素体组织和奥氏体组织;油冷、水冷后的组织为板条状马氏体和奥氏体复相组织,从三者来看,新型贝氏体钢在水中冷却具有最高的强度、韧性。
     
    参考文献
    【1】崔忠顷.《金属学与热处理》机械工业出版社:2000.
    【2】中国机械工程学会热处理学会编委会 《热处理手册》(第二卷)[M]机械工业出版社:2008.1.1
    【3】彭春雷、杨晓东、马栋 《锚固与注浆设备手册》[M]中国电力出版社 :2013.2
    【4】程巨强、刘志学、王元辉 《新型贝氏体钢钎头组织和性能研究》[D]西安工业学院材料与化工学院2005.2
    【5】张国榉、刘荣湘、陈泓 《凿岩钎具的设计、制造和选用》[M]湖南科学技术出版社:1986
    【6】胡立光 《钢的热处理》 西北工业大学出版社
    【7】王英杰 《金属工艺学》机械工业出版社:2015.5
    【8】陈燕平 《科技资讯》[J]2005年22期
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