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摘要：对重型矿用自卸车车斗底板，提出了一种新型钢材HARDOX400钢，研究了该钢材的磨粒磨损性能。试验结果表明，该钢材热处理奥氏体化空冷后会得到贝氏体和板条马氏体，并在860℃保温20min空冷后具有最好的耐磨性。并且该钢材具有良好的强度、硬度及冲击韧性，是作为车斗底板的一种绝佳材料。
关键词：车斗底板；耐磨性；热处理
中图分类号：TH16：TH132.4 文献标志码：A
0 引言
随着露天矿产资源开采量、开采规模的不断扩大，重型矿用自卸车运输也成为国内外露天矿山的主要运输方式【1】。但自卸车车斗底板由于长期受到煤矸石、土砾等介质的冲击和较强的磨损，并且重型自卸车的工作环境均较为恶劣，导致了自卸车车斗使用寿命不长，磨损情况相当严重。因此，解决车斗的磨损问题不仅可以节约成本并且大大提高了煤矿的生产效率。由于车斗采用焊接结构，要求其可焊性高，为此美国、日本均开发了强度等级 Mpa的耐磨钢板，而我国产的高强耐磨钢以HB360系列为主要市场，其材料成分总体采用低碳、Mn、Si及Cr-Mo-V-B等，相对于国外的高强耐磨钢还有很大的差距，不能同时满足强韧性和耐磨性与焊接性的要求。表1中列出了部分国产高强度耐磨钢与HARDOX450钢的力学性能，并进行对比分析。与HARDOX400钢相比，国产耐磨钢普遍耐冲击性低；进口钢板硬度级别提高的同时，仍保持良好的塑韧性。显而易见，HARDOX400更适合作为一种新的底板材料，以提高车斗的使用寿命。
1.试验方法
HARDOX400是多用途耐磨钢，具有十分良好的韧性及弯曲、焊接性能。将试验用钢放在真空中频感应炉炼制。将铸锭锻成 的毛坯后加工成 的试件，热处理后将试件放在ML-10型磨粒磨损试验机上进行磨粒磨损试验【2】，在实验前采用金相砂纸对试件表面进行预磨损处理，使涂层的表面粗糙度达到基本相同的水平试验时间为15min。试验转速60r/min，载荷35N，每次试验均采用新砂纸，而后称取磨量损重。磨损量 为3个试样的
平均值。耐磨性取磨损量的倒数，即： 。
2.实验结果及分析
对该材料钢取样后进行不同温度的加热并奥氏体化后空冷，由实验数据见图2可得出经加热860℃保温20min空冷所操作的试样钢耐磨性能最好【3】。金相组织主要是贝氏体和板条马氏体。材料钢在830℃～950℃奥氏体化温度范围内均能保持较好的淬透性和淬硬性。而铁素体也随着温度的提高逐渐溶入奥氏体中。相对而言，空冷后可获得非下贝氏体和马氏体组织，残余铁素体也会影响钢的耐磨性。但奥氏体温度过高时，奥氏体晶粒会逐渐变得粗大，空冷后，残余的贝氏体及板条马氏体也会降低钢的耐磨性【4】。860℃保温20min空冷后试样的显微组织如图3.可知该热处理条件下可得到细小均匀的下贝氏体和板条马氏体强韧化组织。图4是该钢奥氏体化温度和硬度之间的关系，与图2的磨粒磨损性能大致相同，都是有一个最大硬度的奥氏体温度，即为860℃。表3是试样钢在热处理后的力学性能。可见HARDOX400钢具有十分良好的强度、硬度及冲击韧性 。另外，钢材中S、P、O、N等有害杂质很少，从而变相的提高了钢的韧性【5】。因而钢材也具有良好的耐磨性是一种十分适合作为车斗底板工作条件的高强钢【6】。该钢在空冷状态下即可得到下贝氏体和马氏体组织，这为实际应用提供了非常便利的条件。可以预期，该钢在矿用自卸车车斗底板应用方面将具有良好的应用前景。
3.结论
3.1. HARDOX400钢奥氏体化后空冷即可获得下贝氏体和板条马氏体组织，具有优良的强韧化效果。
3.2.该钢在860℃奥氏体化后空冷具有最大硬度和最佳耐磨粒磨损性能。
3.3.该钢具有良好的可焊性、强韧性和耐磨粒磨损性能，将是一种适用于车斗底板工作条件的高强度材料。
参考文献：
[1] 万海茹，唐新蓬，段家典.重型矿用自卸车的现状及发展趋势.汽车研究与开发.2001年第二期，8-14.
[2] 吴振锋，左洪福，杨忠.磨损微粒显微形态学特征量化描述体系，交通运输工程学报，2001（1）：115-119.
[3] 袁成清.基于计算机图像分析的摩擦学测试方法及分形技术研究：硕士学位论文.武汉：武汉材料保护研究所，2003（7）：71-73.
[4] 赵源，高万振，李健.磨损研究及其方向，材料保护，2004，37（7B）：18-34.
[5] 吴振锋.基于磨粒分析和信息融合的发动机磨损故障诊断技术研究： [博士学位论文] .南京：南京航空航天大学，2001.
[6] 张树格.燃烧合成与粉末冶金.粉末冶金技术，1999，10（4）：305-306.
关键词：车斗底板；耐磨性；热处理
中图分类号：TH16：TH132.4 文献标志码：A
0 引言
随着露天矿产资源开采量、开采规模的不断扩大，重型矿用自卸车运输也成为国内外露天矿山的主要运输方式【1】。但自卸车车斗底板由于长期受到煤矸石、土砾等介质的冲击和较强的磨损，并且重型自卸车的工作环境均较为恶劣，导致了自卸车车斗使用寿命不长，磨损情况相当严重。因此，解决车斗的磨损问题不仅可以节约成本并且大大提高了煤矿的生产效率。由于车斗采用焊接结构，要求其可焊性高，为此美国、日本均开发了强度等级 Mpa的耐磨钢板，而我国产的高强耐磨钢以HB360系列为主要市场，其材料成分总体采用低碳、Mn、Si及Cr-Mo-V-B等，相对于国外的高强耐磨钢还有很大的差距，不能同时满足强韧性和耐磨性与焊接性的要求。表1中列出了部分国产高强度耐磨钢与HARDOX450钢的力学性能，并进行对比分析。与HARDOX400钢相比，国产耐磨钢普遍耐冲击性低；进口钢板硬度级别提高的同时，仍保持良好的塑韧性。显而易见，HARDOX400更适合作为一种新的底板材料，以提高车斗的使用寿命。
1.试验方法
HARDOX400是多用途耐磨钢，具有十分良好的韧性及弯曲、焊接性能。将试验用钢放在真空中频感应炉炼制。将铸锭锻成 的毛坯后加工成 的试件，热处理后将试件放在ML-10型磨粒磨损试验机上进行磨粒磨损试验【2】，在实验前采用金相砂纸对试件表面进行预磨损处理，使涂层的表面粗糙度达到基本相同的水平试验时间为15min。试验转速60r/min，载荷35N，每次试验均采用新砂纸，而后称取磨量损重。磨损量 为3个试样的
平均值。耐磨性取磨损量的倒数，即： 。
2.实验结果及分析
对该材料钢取样后进行不同温度的加热并奥氏体化后空冷，由实验数据见图2可得出经加热860℃保温20min空冷所操作的试样钢耐磨性能最好【3】。金相组织主要是贝氏体和板条马氏体。材料钢在830℃～950℃奥氏体化温度范围内均能保持较好的淬透性和淬硬性。而铁素体也随着温度的提高逐渐溶入奥氏体中。相对而言，空冷后可获得非下贝氏体和马氏体组织，残余铁素体也会影响钢的耐磨性。但奥氏体温度过高时，奥氏体晶粒会逐渐变得粗大，空冷后，残余的贝氏体及板条马氏体也会降低钢的耐磨性【4】。860℃保温20min空冷后试样的显微组织如图3.可知该热处理条件下可得到细小均匀的下贝氏体和板条马氏体强韧化组织。图4是该钢奥氏体化温度和硬度之间的关系，与图2的磨粒磨损性能大致相同，都是有一个最大硬度的奥氏体温度，即为860℃。表3是试样钢在热处理后的力学性能。可见HARDOX400钢具有十分良好的强度、硬度及冲击韧性 。另外，钢材中S、P、O、N等有害杂质很少，从而变相的提高了钢的韧性【5】。因而钢材也具有良好的耐磨性是一种十分适合作为车斗底板工作条件的高强钢【6】。该钢在空冷状态下即可得到下贝氏体和马氏体组织，这为实际应用提供了非常便利的条件。可以预期，该钢在矿用自卸车车斗底板应用方面将具有良好的应用前景。
3.结论
3.1. HARDOX400钢奥氏体化后空冷即可获得下贝氏体和板条马氏体组织，具有优良的强韧化效果。
3.2.该钢在860℃奥氏体化后空冷具有最大硬度和最佳耐磨粒磨损性能。
3.3.该钢具有良好的可焊性、强韧性和耐磨粒磨损性能，将是一种适用于车斗底板工作条件的高强度材料。
参考文献：
[1] 万海茹，唐新蓬，段家典.重型矿用自卸车的现状及发展趋势.汽车研究与开发.2001年第二期，8-14.
[2] 吴振锋，左洪福，杨忠.磨损微粒显微形态学特征量化描述体系，交通运输工程学报，2001（1）：115-119.
[3] 袁成清.基于计算机图像分析的摩擦学测试方法及分形技术研究：硕士学位论文.武汉：武汉材料保护研究所，2003（7）：71-73.
[4] 赵源，高万振，李健.磨损研究及其方向，材料保护，2004，37（7B）：18-34.
[5] 吴振锋.基于磨粒分析和信息融合的发动机磨损故障诊断技术研究： [博士学位论文] .南京：南京航空航天大学，2001.
[6] 张树格.燃烧合成与粉末冶金.粉末冶金技术，1999，10（4）：305-306.