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(jiàn)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(kāi)發(fā)高性能的耐磨鋼鐵材料對(duì)減少材料磨損過(guò)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(guò)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(kāi)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(kāi)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(guó)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(guò)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我國(guó)是電解金屬錳生產(chǎn)大國(guó)但是我國(guó)富錳資源匱乏電解錳生產(chǎn)能耗物耗高污染物排放量極大。因此研究綠色低耗的錳礦強(qiáng)化提取方法對(duì)于緩解我國(guó)錳礦資源短缺促進(jìn)電解錳行業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有戰(zhàn)略意義。以菱錳礦為原料的濕法電解法是生產(chǎn)金屬錳的主要方法但我國(guó)菱錳礦品位低質(zhì)量差脈石含量高多礦相共存直接酸浸難以實(shí)現(xiàn)錳的浸出。本論文在分析菱錳礦浸出前后工藝礦物學(xué)基礎(chǔ)上提出表界面強(qiáng)化菱錳礦浸出新方法通過(guò)添加表面活性劑調(diào)控CaSO4·2H2O鈍化層形貌降低其結(jié)晶度;引入超聲波更新固液界面破壞礦物集合體促進(jìn)固液界面?zhèn)髻|(zhì)實(shí)現(xiàn)菱錳礦的強(qiáng)化浸出。主要結(jié)論如下:（1）通過(guò)對(duì)典型菱錳礦工藝礦物學(xué)分析表明我國(guó)菱錳礦結(jié)構(gòu)復(fù)雜菱錳礦與白云石、碳酸鈣鎂石、鈣沸石、黏土質(zhì)等緊密共生形成多礦物集合體。其中白云石碳酸鈣鎂石與菱錳礦共生導(dǎo)致浸出過(guò)程極易產(chǎn)生CaSO4·2H2O鈍化層;礦物集合體黏土質(zhì)阻礙固液傳質(zhì)進(jìn)程浸出液難以直接作用于目的礦物。（2）開(kāi)展了表面活性劑界面強(qiáng)化菱錳礦浸出研究。  本文以兩種優(yōu)化成分耐磨鋼基板NM400/450和NM500/550為研究對(duì)象探索熱處理工藝對(duì)兩種耐磨鋼板錳13基板的組織和硬度的影響規(guī)律制定符合相應(yīng)硬度級(jí)別（400 HB和450 HB級(jí)、500 HB和550 HB級(jí)）的優(yōu)化熱處理工藝并對(duì)優(yōu)化工藝下試制的450 HB和550 HB兩種硬度等級(jí)耐磨鋼成品的磨損性能進(jìn)行了對(duì)比研究分析了其磨損機(jī)制的差異并探討此類耐磨鋼組織、硬度與耐磨性能之間的聯(lián)系。熱處理工藝優(yōu)化試驗(yàn)表明:NM400/450基板910℃淬火后在200℃低溫回火能夠達(dá)到450 HB級(jí)耐磨鋼硬度要求;在200℃至340℃回火能夠達(dá)到耐磨鋼板nm400 HB級(jí)耐磨鋼硬度要求。

耐磨鋼板NM500/550基板在880℃淬火后在200℃低溫回火能夠達(dá)到550HB級(jí)耐磨鋼硬度要求;在290℃以內(nèi)溫度回火能夠達(dá)到500 HB級(jí)耐磨鋼硬度要求。采用優(yōu)化工藝生產(chǎn)的450 HB級(jí)NM450和550 HB級(jí)耐磨鋼板NM500成品馬氏體耐磨鋼從表面到心部原奧氏體晶粒細(xì)小均勻組織都為回火馬氏體表面與心部組織均勻;NM450和NM550板厚方向平均硬度分別為423 HB和540 HB。磨損試驗(yàn)結(jié)果表明:在銷盤式滑動(dòng)磨損條件下低載下兩種耐磨鋼的磨損機(jī)制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NM400高放廢液的放射性主要來(lái)源于其組分中的錒系核素和長(zhǎng)壽命裂變產(chǎn)物在高放廢液地質(zhì)處置前需對(duì)錒系核素和長(zhǎng)壽命裂變產(chǎn)物進(jìn)行固化處理。陶瓷固化因具有優(yōu)異的穩(wěn)定性與核素負(fù)載量而受到廣泛關(guān)注但由于不同核素物理化學(xué)差異性單一礦相難以同時(shí)固化錒系核素和裂變產(chǎn)物。通過(guò)礦相組合可實(shí)現(xiàn)多核素同時(shí)晶格固化。堿硬錳礦和鈣鈦鋯石作為人造巖石-C的主要礦相主要用于固化U、Pu、Am等錒系核素和裂變產(chǎn)物Cs。采用鈣鈦鋯石-堿硬錳礦組合礦相可將錒系核素和裂變產(chǎn)物同時(shí)固化在復(fù)相陶瓷體中提高放射性廢物處置有效性減少因核素釋放對(duì)環(huán)境造成的危害。本研究以組合礦物固化多核素為中心闡明相結(jié)構(gòu)演化及其穩(wěn)定性為出發(fā)點(diǎn)。以鈣鈦鋯石作為三價(jià)錒系元素的寄主礦相堿硬錳礦作為裂變產(chǎn)物Cs的寄主礦相再將兩礦相組合實(shí)現(xiàn)錒系元素和裂變產(chǎn)物的同時(shí)晶格固化。用鑭系元素Nd模擬三價(jià)錒系元素在鈣鈦鋯石的A位引入Nd部分取代Ca與Zr。以133Cs和133Ba作為137Cs及其衰變子體137Ba的模擬核素Cr3+部分取代堿硬錳礦相B位的Ti4+調(diào)節(jié)A位Cs+取代Ba2+引起的晶體結(jié)構(gòu)電荷不平衡使母體Cs及其衰變子體Ba固化時(shí)在堿硬錳礦相的A位。采用高溫固相法制備固化體探討 制備工藝。借助XRD、FTIR、Raman、SEM、TEM等測(cè)試分析手段研究所制備單相與復(fù)相固化體的物相結(jié)構(gòu)與化學(xué)穩(wěn)定性。結(jié)果表明:熱軋態(tài)鋼板經(jīng)淬火后不同位置處厚度尺寸均有減少且鋼板縱向中部位置處厚度減薄率 并向頭部、尾部?jī)啥诉f減且遞減速度基本對(duì)稱。為保證鋼板淬火后厚度滿足交付要求在進(jìn)行淬火鋼板厚度測(cè)量時(shí)需充分關(guān)注鋼板縱向中心處邊部的厚度尺寸值并根據(jù)厚度減薄規(guī)律在鋼板熱軋過(guò)程中給予適當(dāng)?shù)暮穸妊a(bǔ)償。 

 采用Ti-Mo-B合金化體系通過(guò)潔凈鋼冶煉技術(shù)、控制軋制技術(shù)以及離線淬火、回火工藝成功開(kāi)發(fā)出一種低合金高強(qiáng)度耐磨鋼板NM500。通過(guò)光學(xué)顯鏡（OM）、掃描電鏡（SEM）和透射電鏡（TEM）觀察試驗(yàn)鋼的顯組織利用 試驗(yàn)機(jī)、擺錘沖擊試驗(yàn)機(jī)和布氏硬度儀分別檢測(cè)試驗(yàn)鋼的強(qiáng)度、低溫韌性和硬度。結(jié)果表明所開(kāi)發(fā)的耐磨NM500鋼板顯組織為回火板條馬氏體板條內(nèi)分布著長(zhǎng)度50～100 nm寬約10 nm的ε碳化物以及納米尺度的合金元素碳氮化物45號(hào)冷軋鋼板65錳冷軋鋼板40cr鋼板42crmo鋼板耐磨鋼板NM400、塑性和低溫韌性。在相同磨損條件下所研制的NM500鋼的相對(duì)耐磨性約為NM400鋼的1. 45倍NM450鋼的1. 2倍。 

輕量化是汽車工業(yè)的發(fā)展方向和市場(chǎng)需求。本文結(jié)合耐磨先進(jìn)材料針對(duì)傳統(tǒng)Q345材質(zhì)為主的自卸車車廂進(jìn)行輕量化優(yōu)化設(shè)計(jì)研究。耐磨鋼板nm500本文首先根據(jù)等強(qiáng)度原則確定了高強(qiáng)度耐磨板的設(shè)計(jì)厚度;然后采用Hypermesh前處理軟件對(duì)車廂進(jìn)行有限元建模及邊界條件、載荷進(jìn)行輸入;耐磨鋼板錳13后使用采用Abaqus有限元軟件分別計(jì)算對(duì)比了Q345材質(zhì)車廂與BW450材質(zhì)車廂在相同加載條件下的強(qiáng)度和剛度。本文對(duì)工程樣車進(jìn)行跟蹤、測(cè)量。實(shí)踐表明通過(guò)模擬仿真設(shè)計(jì)的車廂使用性能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 

 對(duì)一種含Nb中碳合金鋼進(jìn)行了兩階段控制軋制和隨后的水冷-過(guò)冷奧氏體低溫弛豫-空冷控制冷卻處理（TMCP）之后加熱至900℃保溫30 min水淬再對(duì)淬火態(tài)的實(shí)驗(yàn)鋼進(jìn)行200400℃溫度區(qū)間、耐磨鋼板nm40 0min的回火處理（QT）結(jié)合力學(xué)性能測(cè)試結(jié)果利用OMSEMTEM和XRD對(duì)處于不同處理狀態(tài)的實(shí)驗(yàn)鋼進(jìn)行顯組織表征研究觀組織演變對(duì)力學(xué)性能的影響.結(jié)果表明TMCP狀態(tài)的實(shí)驗(yàn)鋼綜合力學(xué)性能優(yōu)于QT態(tài)這得益于TMCP態(tài)保留了軋制細(xì)化的原始奧氏體組織使耐磨鋼板nm450終組織細(xì)化空冷馬氏體相變過(guò)程發(fā)生緩慢利于過(guò)冷奧氏體的穩(wěn)定從而獲得殘余奧氏體含量較高的室溫組織.耐磨鋼板錳13各狀態(tài)下實(shí)驗(yàn)鋼觀組織以板條馬氏體為主同時(shí)包含少量相變孿晶.