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劉經(jīng)理-【18068949505】。 天津市 天津市是歷史文化名城，自古因漕運而興起，唐朝中葉以后成為南方糧、綢北運的水陸碼頭；金朝在直沽設“直沽寨”；元朝設“海津鎮(zhèn)”，是軍事重鎮(zhèn)和漕糧轉運中心；明永樂二年（1404年）正式筑城，是中國古代有確切建城時間記錄的城市。
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45號冷軋鋼板65錳冷軋鋼板40cr鋼板42crmo鋼板耐磨鋼板NM400我國是電解金屬錳生產(chǎn)大國,但是我國富錳資源匱乏,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化提取方法,對于緩解我國錳礦資源短缺,促進電解錳行業(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,但我國菱錳礦品位低,質量差,脈石含量高,多礦相共存,直接酸浸難以實現(xiàn)錳的浸出。本論文在分析菱錳礦浸出前后工藝礦物學基礎上,提出表界面強化菱錳礦浸出新方法,通過添加表面活性劑調控CaSO4·2H2O鈍化層形貌,降低其結晶度;引入超聲波更新固液界面,破壞礦物集合體,促進固液界面?zhèn)髻|,實現(xiàn)菱錳礦的強化浸出。主要結論如下:（1）通過對典型菱錳礦工藝礦物學分析表明,我國菱錳礦結構復雜,菱錳礦與白云石、碳酸鈣鎂石、鈣沸石、黏土質等緊密共生,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致浸出過程極易產(chǎn)生CaSO4·2H2O鈍化層;礦物集合體,黏土質阻礙固液傳質進程,浸出液難以直接作用于目的礦物。（2）開展了表面活性劑界面強化菱錳礦浸出研究。 本文以兩種優(yōu)化成分耐磨鋼基板NM400/450和NM500/550為研究對象,探索熱處理工藝對兩種耐磨鋼板錳13基板的組織和硬度的影響規(guī)律,制定符合相應硬度級別（400 HB和450 HB級、500 HB和550 HB級）的優(yōu)化熱處理工藝,并對優(yōu)化工藝下試制的450 HB和550 HB兩種硬度等級耐磨鋼成品的磨損性能進行了對比研究,分析了其磨損機制的差異,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)化試驗表明:NM400/450基板910℃淬火后,在200℃低溫回火,能夠達到450 HB級耐磨鋼硬度要求;在200℃至340℃回火,能夠達到耐磨鋼板nm400 HB級耐磨鋼硬度要求。
耐磨鋼板NM500/550基板在880℃淬火后,在200℃低溫回火,能夠達到550HB級耐磨鋼硬度要求;在290℃以內溫度回火,能夠達到500 HB級耐磨鋼硬度要求。采用優(yōu)化工藝生產(chǎn)的450 HB級NM450和550 HB級耐磨鋼板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。磨損試驗結果表明:在銷盤式滑動磨損條件下,低載下兩種耐磨鋼的磨損機制45號冷軋鋼板65錳冷軋鋼板40cr鋼板42crmo鋼板耐磨鋼板NM4
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65錳冷軋鋼板40cr鋼板45號冷軋鋼板42crmo鋼板450和427 cm-1雙峰的強度比可反映Mn2+和Fe2+的替代關系。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類質同像礦物。紫外-可見光吸收光譜中，以406 nm為中心的強吸收峰是由于Mn2+自旋禁阻躍遷導致；以455 nm為中心的弱吸收峰是由于Fe2+自旋禁阻躍遷導致，Mn2+對此峰也有一定貢獻；以533 nm為中心的吸收峰是由Mn2+的~6A1g（S）→~4T1g（G）躍遷導致。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同象，拉曼光譜、紅外光譜可準確鑒定氟磷錳礦，電子探針可以為其產(chǎn)地溯源提供重要信息。因此,開發(fā)高性能的耐磨鋼鐵材料,對減少材料磨損過程中的損失、提高機械裝備的使用壽命有著至關重要的意義。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)靈活方便及價格便宜等特點,被廣泛的應用于工程機械、礦山機械及冶金機械等設備的生產(chǎn)制造。本文以高級別的低合金耐磨鋼板NM500為研究對象,對其成分、組織進行設計,研究所設計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程與組織、力學性能和三體沖擊磨料磨損性能的關系,終開發(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。
本文的主要內容和創(chuàng)新如下：（1）針對傳統(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,首次采用在普通C-Mn鋼的基礎上加入少量Cr和B元素的低成本成分體系,開發(fā)出高級別的低合金耐磨鋼板NM400。其中：抗拉強度>1600MPa,布氏硬度>500HB,延伸率>10%,-40℃低溫沖擊>30J,耐磨性能高于國外同等級別耐磨鋼水平。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、熱處理過程中的淬火和回火工藝對實驗鋼的強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,并分析了其與實驗鋼的力學性能和三體沖擊磨料磨損性能的關系。結果表明,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號冷軋鋼板42crmo鋼板
65錳冷軋鋼板45號冷軋鋼板40cr鋼板42crmo鋼板耐磨鋼板NM400保溝巖組石榴石英巖地層中發(fā)現(xiàn)了出露較好的錳礦床,共圈定出三條錳礦體、十二條破碎蝕變帶,錳礦體分別為M1-1、M1-2、M2-1,錳礦品位達22-32%;通過對錳礦地質特征及巖相學觀察,礦物組合主要有軟錳礦、硬錳礦、錳鋁榴石、薔薇輝石等,符合錳榴石英巖系礦物組合特征。錳礦石X射線衍射顯示礦石中含有錳鋁榴石、薔薇輝石等硅酸錳礦物,在石榴石、薔薇輝石礦物化學特征中,石榴石環(huán)帶特征不明顯,主要成分是錳鋁榴石,其次是鐵鋁榴石,在端元礦物成分圖解上顯示為鐵質錳鋁榴石,薔薇輝石在成分關系圖解中均落入薔薇輝石區(qū),Mn O含量為37.87-49.51%,錳質較為富集。賦礦圍巖石榴石英巖主量元素總體上具有富錳（11.27-15.70%）、貧鈉（0.02-0.03%）、貧鉀（0.04-0.05%）、低Mg（0.27-0.49%）、低Ti（0.35-0.53%）特征,稀土元素整體為輕稀土相對虧損、重稀土元素相對富集,輕重稀土分餾程度較為明顯,微量元素相對富集Th、U、Ta、La、Ce等元素,虧損Rb、Ba、Nb、P、Sr等元素;下伏地層斜長角閃巖主量元素整體上具有富鋁（針對低合金高強度耐磨鋼板在進行火焰切割放置一段時間后出現(xiàn)延遲斷裂現(xiàn)象，應用熱力學析出模型對耐磨鋼中合金元素Nb、V、Ti的碳氮化物在奧氏體化過程中的析出過程進行研究，耐磨鋼板nm500,分析其對原奧氏體晶粒細化及高強鋼延遲斷裂的影響；采用光學顯鏡，掃描電鏡等手段對開裂試樣的斷口、表面裂紋及其組織進行了分析，應用X射線測定鋼板不同部位的殘余應力；對耐磨鋼回火溫度及回火保溫時間進行優(yōu)化試驗耐磨鋼板nm400，結果表明：（1）在高溫階段，析出相主要為TiN，故在均熱和高溫冷卻階段，TiN是阻止奧氏體晶粒長大的主要因素；在低溫階段析出相主要以富V的復合碳化物為主。（2）裂紋斷裂源在鋼板厚度中心附近，且鋼板中心存在明顯的偏析，中心偏析缺陷對鋼板開裂造成了影響。（3）耐磨鋼開裂試樣中存在大65錳冷軋鋼板45號冷軋鋼板40cr鋼板42crmo鋼板耐磨鋼板NM4
45號冷軋鋼板65錳冷軋鋼板40cr鋼板42crmo鋼板耐磨鋼板NM500在常規(guī)低合金馬氏體耐磨鋼合金成分的基礎上,添加一定量的Ti元素,通過冶煉連鑄過程中形成大量米、耐磨鋼板錳13亞米超硬TiC陶瓷顆粒,并結合控制軋制和控制熱處理的工藝控制,使其彌散均勻分布在板條馬氏體基體上,研發(fā)出一種新型連鑄坯內生超硬TiC陶瓷顆粒增強耐磨性超級耐磨鋼板,并在國內某鋼廠進行了工業(yè)化生產(chǎn)。耐磨鋼板nm400分析了連鑄、熱軋和離線熱處理時實驗鋼中TiC的演變規(guī)律和組織性能的變化,并研究了其耐磨性能。結果表明,新型鋼板中由于較多Ti元素的添加,在連鑄凝固過程中形成仿晶界的米、亞米級的超硬TiC粒子,軋制和離線熱處理過程中,仿晶界的TiC粒子在馬氏體基體中彌散均勻分布;耐磨性測試表明,在同等硬度的條件下,新型耐磨鋼板的耐磨性達到傳統(tǒng)馬氏體耐磨鋼的1.5～1.8倍,具有優(yōu)異的耐磨性能。
針對50 mm厚規(guī)格的NM500耐磨鋼板經(jīng)火焰切割后存在的延遲裂紋現(xiàn)象,從裂紋形貌、夾雜物和組織特征、硬度分布以及產(chǎn)生機理等方面進行了研究.火焰切割后的宏觀形貌表明:在NM500鋼板的厚度中心區(qū)域存在進行比較發(fā)現(xiàn),BDDA對菱錳礦具有優(yōu)異的選擇性。在BDDA體系下,抑制劑水玻璃、六偏磷酸鈉、木質素磺酸鈉和殼聚糖等均對目的礦物的抑制效果較弱,且六偏磷酸鈉和水玻璃對菱錳礦具有輕微的活化作用,而對鈣鎂碳酸鹽礦物的抑制作用較強。同時考察了BDDA體系下,幾種金屬離子對礦物浮選行為的影響。人工混合礦浮選實驗中,在菱錳礦與方解石的混合分離中,加入2×10-4mol/L的BDDA可獲得Mn品位為24.08%,回收率為75%的菱錳礦。在菱錳礦與菱鎂礦的混合分離中,木質素磺酸鈉的加入不僅可以獲得Mn品位為26.79%,回收率為93%的菱錳礦精礦。在菱錳礦、方解石和菱鎂礦的浮選分離中,當BDDA的用量為2×10-4mol/L時,可將Mn品位由15.90%提高至17.88%,獲得回收率為85.09%的菱錳礦。由此可見,BDDA是菱錳礦浮選中一種極具前景的捕收劑。通過浮選溶液化學、Zeta電位、紅外光譜和XPS分析表明:BDDA與三種礦物均屬于物理靜電作用。BDDA對三種礦物具有選擇性是由于在堿性條件下,菱錳礦的溶液中存在Mn45號冷軋鋼板65錳冷軋鋼板40cr鋼板42crmo鋼板耐磨鋼板N
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