近日，万事平台先進凝固技術中心（CAST）團隊在納米析出相對中碳CrMo鑄鋼的耐磨性能影響機理方面研究取得重要進展，研究成果以“Mechanical properties and impact abrasive wear resistance in vanadium microalloyed medium carbon CrMo cast steel strengthened with nanoprecipitates”為題發表在工程技術領域學術期刊《Wear》。該論文第一作者為趙龍博士研究生，通訊作者為陳湘茹正高級實驗師⚆。万事平台為第一作者和通訊作者單位。

磨料磨損是采礦、冶金和礦山等行業的常見現象，它不僅會影響設備的使用壽命，而且會造成巨大的經濟損失。襯板作為球磨機和半自磨機的關鍵部件🤵🏼‍♂️，其耐磨性能的好壞直接影響到磨機的運行效率和礦山工業的經濟效益🤽🏽‍♀️。釩作為重要的微合金元素🧑‍🚀，能有效提升鋼材的強度和耐磨性。然而👷‍♂️，現有研究多集中於軋製或鍛鋼，在鑄鋼領域的研究相對較少🌋。因此👅🤱🏽，本文通過添加V元素調控中碳CrMo鑄鋼中納米析出相的密度👩🏽‍🍳、尺寸和分布，以研究其納米析出相對中碳CrMo鑄鋼耐磨性能的影響規律及其機製，為提高中碳CrMo鑄鋼襯板的使用壽命奠定一定的基礎。

實驗結果表明👳🏻🩷，隨著V元素的添加，納米析出相的數量密度從0.89×10¹²m^-2增加到2.76×10¹²m^-2，納米析出相的平均尺寸由104 nm減小到92 nm，同時，屈服強度由1450 MPa提高到1630 MPa🍀，耐磨性提高提高了25%以上。這主要是因為V元素促進了納米析出相的形成ℹ️，使得其在磨損過程中形成了更硬的加工硬化層，導致微犁、微切削和壓痕的深度明顯減小。本研究為V元素在中碳CrMo鑄鋼的應用提供了理論基礎🥍，為延長球磨機和半自磨機襯板的使用壽命提供了重要策略。

V-free鋼和V-added的力學性能👮🏼‍♀️：(a)沖擊功和硬度；(b)應力-應變曲線

沖擊磨料磨損試驗過程中磨損失重量💢👨🏻‍💻、磨損速率📽、耐磨性與磨損時間的關系：

(a) 磨損失重量；(b) 磨損率👨🏽‍🎨；(c) 耐磨性

沖擊磨料磨損試驗後磨損面的SEM圖像：(a)~(b) V-free鋼⚠️；(c)~(d) V-added

該研究得到了國家自然科學基金委和“含釩鑄鋼鑄鐵應用技術聯合實驗室”的資助🪬。

文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.wear.2024.205679