高强度耐磨钢作为一类重要的钢铁材料,在矿山机械、水泥工业和采矿业等行业都有广泛的应用。ZG50Cr5MoV钢是一种非常重要的耐磨材料,一般在空淬+回火[1,2]后使用,具有较高的硬度和一定的韧性,但由于其含有0.3%-1.0%的Mo和0.3%的V,导致材料的成本较高,且工件厚度大时需要加大Mo含量以提高淬透性[1]。因而研究不含Mo和V的新材料来替代ZG50Cr5MoV将会节约资源,降低生产成本,获得更好的经济效益。本项目设计了一种低成本中碳耐磨钢,与ZG50Cr5MoV的组织和性能进行对比,具有性能和价格的优势铸态及热处理后的性能.表1是两种材料在各自状态下的硬度和冲击韧性αK值。新合金在铸态硬度为HRC 57.8,热处理后略有降低,达到HRC54,冲击韧性αK达到36 J/cm2,得到了高硬度与良好韧性的配合。作为目前广泛使用的耐磨合金:ZG50Cr5MoV,表1也给出了硬度与冲击韧性的测量值,热处理后该合金的硬度为HRC41.5,冲击韧性αK为17 J/cm2;该测量硬度值低于国家标准[1]:硬度≥45(HRC),冲击韧性也低于国标αK=20 J/cm2的要求,这是由于工件厚度较大,淬透性不足,有珠光体组织存在造成的。试验测量的硬度和冲击韧性结果表明,新设计的合金硬度和冲击韧性具有较大优势。表1 两种材料在铸态和热处理后的硬度与冲击韧性成分处理状态硬度/HRC冲击功αK/(J/cm2)新材料铸态57.8—950℃—150min—沙冷—200℃回火2h5436ZG50Cr5MoV960℃—4h—空冷—230℃回火2h41.5172. 冲击试样断口形貌及分析图1为ZG50Cr5MoV热处理后冲击试样的断口形貌,断口相对平坦,在高倍镜下观察,断面上主要是准解理面,见图1的插图。图1d为新合金热处理后冲击试样的断口形貌,断面曲折,断口凸凹起伏很明显,高倍镜下观察到断口是准解理面和一些连成区域的小韧窝,呈现一些韧性断裂的特征。断口的形貌特征与冲击试验的结果是一致的。