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(lèi)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(lèi)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(lèi)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(chēng)。為保證鋼板淬火后厚度滿(mǎn)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。
45號(hào)冷軋鋼板65錳冷軋鋼板40cr鋼板42crmo鋼板耐磨鋼板NM400狀珠光體回火后組織為回火馬氏體+少量鐵素體而傳統(tǒng)熱軋態(tài)50CrV4鋼的組織為粒狀珠光體+鐵素體回火后組織為回火馬氏體;經(jīng)相同淬火與回火工藝后連鑄連軋態(tài)50CrV4鋼的強(qiáng)度增加幅度更大且相同狀態(tài)下連鑄連軋50CrV4鋼的強(qiáng)度更高而塑性較低。在相同磨料磨損條件下磨損失重量從大至小順序?yàn)?Q345>16Mn>45鋼>50CrV4鋼50CrV4、45鋼和16Mn鋼的相對(duì)耐磨性（與Q345相比）分別為1.99、1.21和1.1450CrV4鋼具有佳的耐磨性;45鋼、16Mn和Q345鋼的主在相同反應(yīng)條件下，與無(wú)電場(chǎng)浸出相比，電場(chǎng)的引入可使高硫煤脫硫率提高19.93%軟錳礦中錳的浸出率提高16.77%。經(jīng)電場(chǎng)與軟錳礦聯(lián)合脫硫后的煤中的固定碳及熱值略微降低，而揮發(fā)分和灰分略微增加，小分子增多，另外，煤中的分子結(jié)構(gòu)基本未改變。在電場(chǎng)的作用下，軟錳礦中二氧化錳的強(qiáng)氧化作用會(huì)促進(jìn)煤粒表面有機(jī)分子鍵斷裂，使高硫煤粒內(nèi)部無(wú)機(jī)硫及有機(jī)硫充分暴露，并與電解生成的高價(jià)鐵、錳離子發(fā)生反應(yīng)，終，無(wú)機(jī)硫被氧化為單質(zhì)硫或者硫酸根離子脫除，有機(jī)硫則主要被氧化成亞砜及砜后水解，以達(dá)脫硫目的。研究確定了520MPa750MPa三個(gè)級(jí)別鋼種的化學(xué)成分設(shè)計(jì)BT520JJ級(jí)別采用Mn-Ti-Cu合金組合設(shè)計(jì);耐磨鋼板400，BT590GJ級(jí)別采用Mn-Ti-Nb合金組合設(shè)計(jì);BT750GJ級(jí)別采用Mn-Ti-Cr-Mo-V合金組合設(shè)計(jì)。針對(duì)上述三個(gè)級(jí)別鋼種進(jìn)行了焊接研究合金鋼板焊接應(yīng)選擇“等強(qiáng)匹配”或“匹配”的焊接工藝其中BT520JJ級(jí)別的鋼板實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。本文采用KR法鐵水預(yù)處理鐵水硫含量應(yīng)≤0.01%出鋼溫度≥1620℃;LF精煉根據(jù)轉(zhuǎn)爐鋼水成分及溫度進(jìn)行造渣脫硫加合金進(jìn)行成分調(diào)整溫度滿(mǎn)足連鑄工藝;連鑄液相線溫度1513℃過(guò)熱度2540℃耐磨鋼板500平均拉速0.81.3m/min;鋼坯三段式加熱出爐溫度1220℃±15℃均熱時(shí)間≥30min在加熱溫度1080℃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)鋼板65錳鋼板40cr鋼板42crmo鋼板耐磨鋼板NM400軟錳礦作為含硫化物廢水、廢氣、沼氣、工藝氣體等脫硫材料已得到廣泛應(yīng)用，然而其脫硫產(chǎn)物的特性和應(yīng)用還缺少深入研究。實(shí)驗(yàn)?zāi)M廢水脫硫、常溫廢氣脫硫、工藝氣體高溫脫硫工況獲得相應(yīng)的軟錳礦硫化產(chǎn)物，探究不同方式硫化軟錳礦的物相組成、廢水除鎘效果及其作用機(jī)制。考察了溶液的pH值、初始鎘濃度、反應(yīng)時(shí)間、溫度等因素對(duì)除鎘效率的影響，通過(guò)X射線粉末衍射、掃描電鏡對(duì)不同方式硫化軟錳礦除鎘前后樣品進(jìn)行表征。結(jié)果表明，廢水脫硫、常溫廢氣脫硫、工藝氣體高溫脫硫工況獲得產(chǎn)物除鎘能力分別為73.93、66.76、44.96 mg/g。脫硫產(chǎn)物除鎘機(jī)理是其中的MnS與CdS在溶度積差推動(dòng)下發(fā)生的溶解–沉淀反應(yīng)。不同硫化方式導(dǎo)致形成的MnS晶體結(jié)構(gòu)、形態(tài)、結(jié)晶度差異是其除鎘效果不同的主要原因。軟錳礦脫硫產(chǎn)物對(duì)重金屬鎘具有良好的去除效果，在環(huán)境污染治理中具有廣闊的應(yīng)用前景。
提高了鋼的耐磨性但韌塑性也有所降低。鋼中的奧氏體相在摩擦磨損時(shí)TRIP效應(yīng)使得表面硬度及形變硬化層厚度增大進(jìn)而提高鋼的耐磨性耐磨鋼板mn13針對(duì)含Ti耐磨鋼的優(yōu)缺點(diǎn)和鋼中奧氏體相的作用提出一種含有馬氏體/殘余奧氏體復(fù)相組織（M/A）的耐磨鋼的設(shè)計(jì)方法滿(mǎn)足所需耐磨性的同時(shí)兼具良好的韌塑性。耐磨鋼板nm400Q-P工藝因獲得馬氏體/殘余奧氏體復(fù)相組織而使鋼具有較好的綜合力學(xué)性能。本文制備了不同錳、鈦含量的新型中錳硅合金化中厚鋼板通過(guò)空冷淬火配分（Q-P）工藝獲得組織結(jié)構(gòu)為馬氏體/奧氏體的復(fù)相耐磨鋼。利用X射線衍射儀對(duì)鋼中的殘余奧氏體含量進(jìn)行定量分析。利用掃描電鏡、背散射電子衍射儀和透射電子顯鏡等儀器對(duì)觀組織、力學(xué)性能進(jìn)行分析表征。
45號(hào)鋼板65錳鋼板40cr鋼板42crmo鋼板耐磨鋼板NM4