履帶板是履帶式工程機(jī)械的 關(guān)鍵部 件之一 。 作 為整 車(chē)與地面直接接觸的 部 件 ， 其工作 環(huán)境極其 惡 劣 ， 不但與土壤 、 砂石等 直接接觸 ， 而且承受 著整 個(gè) 機(jī)體重量和復(fù)雜工況帶來(lái)的擠壓、 彎 曲 等交變應(yīng)力 ， 從而 導(dǎo)致履 帶板 的嚴(yán)重磨損 和 變形 ， 甚至 發(fā)生 斷裂 。 而 目 前斷 裂和快速磨損是履帶板最為常 見(jiàn)的失 效形 式 ， 因 此， 要求 履帶板具有 較高 的 耐磨性。 近年來(lái) ， 隨 著履 帶 板 材 質(zhì) 向 低 合 金 鋼 方 面 的 快 速 發(fā) 展 ， ２３ ＭｎＢ 、 ２５ ＭｎＢ 和 ２５ ＣｒＭ ｎＢ 成為 了 最為 常用 的 履 帶 板鋼牌號(hào) ， 斷裂 失效得到 了 較大改善 ， 但耐磨性方面 進(jìn)步 卻不顯 著 。

１ 試驗(yàn)材料及方法

１ ． １ 試驗(yàn)材料試驗(yàn)材料的制備 

１ ５ ０ ｋｇ 中 頻真 空感應(yīng) 爐 冶 煉 —澆 鑄成 ５ ０ ｋ ｇ 鋼 錠—鋼錠去 保溫 帽及尾部—箱式電阻爐(上海博迅SX2-2.5-10Z)加熱 （ 加 熱溫度為 １ ２００ 丈 ， 保溫 １ ｈ ） —軋制 成 １ ２ ｍ ｍ 厚扁 鋼 （ ４＞７５ ０ ｍｍ ＋ ０５５ ０ ｍｍ 兩輥乳機(jī) ） 一 ＞ ■ 乳后 自 然空冷 。 采用 以 上方法制 得的 試驗(yàn)鋼主要化學(xué)成分見(jiàn)表 １ ， 其中 １ ＃ 試樣 為 現(xiàn) 有 ２５ ＣｒＭ ｎＢ 履帶 板鋼的 化學(xué)成 分 ， 作為 對(duì) 比 鋼 ， 鋼 中 的 釩 為 試驗(yàn)原料 的 殘余 釩 ； ２ ＃ ￣ ４ ＃ 試樣除 釩含量有 所變 化外 ， 其余元素 含量基 本相 當(dāng) 。

１ ． ２ 磨損試驗(yàn)

履帶板工程 機(jī)械通 常是在沙石環(huán)境中 作業(yè) ， 因 此 ， 采用 了 ＭＬＳ －２ ３ 型濕砂橡膠輪 式磨損 試驗(yàn)機(jī)進(jìn) 行磨損試驗(yàn) ， 以 盡可 能 接近 其實(shí) 際使用 狀態(tài) 。 橡膠 輪邵氏 硬度 為 ７ ０ ， 石英砂規(guī)格 為 ４０ ￣ ８ ０ 目 ， 試樣 為 ５７ ｍｍ ｘ ２５ ． ５ ｍｍ ｘ ６ ｍｍ 的 塊狀 ， 每 個(gè)編號(hào) ３ 塊 ， 試 樣 狀態(tài) 為 淬火 ＋ 回 火 （ 將 試樣 毛 坯加 熱 至 （ ８８ ０ ±１ ０ ） Ｔ 保溫 ３０ ｍｉ ｎ 進(jìn)行 水淬 ， 冷 至室 溫 ； 再將 淬火試 樣毛坯 加 熱至（ ２２０ ± １ ０ ） 丈 保溫３０ ｍｉｎ 后取 出 空 冷 。 磨損試驗(yàn)分為 預(yù)磨和 正 式磨 損 試驗(yàn) ， 具體試驗(yàn)方法 如 下 ：
（ １ ） 預(yù)磨 損 試驗(yàn) ： 將 試樣逐 個(gè) 進(jìn)行清 洗 、 退 磁 ， 采 用 １ ｋｇ 水和 １ ． ５ ｋｇ 石 英砂磨 損 １ ０ ００ 轉(zhuǎn) ， 試驗(yàn)轉(zhuǎn) 速為 １ ８ １ ｒ／ｍｉ ｎ ， 試驗(yàn)載 荷 為 ６８ ． ６ Ｎ ， 形 成 一 道 初 始 磨痕 ， 再將試樣用 無(wú)水乙 醇清洗干凈、 吹干 ， 并稱(chēng)重 ， 作為試樣的 初 始質(zhì)量 。
（ ２ ） 正式磨 損試 驗(yàn) ： 將 預(yù)磨 好 的 試樣 采用 與 預(yù) 磨相 同 的試驗(yàn)方法 進(jìn)行正式磨 損 試驗(yàn) ， 要 確 保正式 磨損試驗(yàn) 產(chǎn)生的 磨痕 和預(yù) 磨 的 初 始磨 痕 在 同 一 處 ， 磨損 １ ０００ 轉(zhuǎn)后取 出 用 無(wú)水 乙 醇清洗干凈 、 吹 干 ， 并 稱(chēng)重 ， 作為試樣 的磨后質(zhì)量。
（ ３ ） 磨損量 計(jì)算 ： 初 始質(zhì)量－ 磨后質(zhì) 量。


２ 試驗(yàn)結(jié)果及討論

隨著鋼 中 釩含 量的 增 加 ， 其磨損量和 相對(duì)磨損率降低 ， 當(dāng) 鋼 中 的 釩含量為 ０＿ ０８ ％ 、 ０． １ ２ ％ 和 ０． １ ６ ％ 時(shí) ， 比 現(xiàn)有 ２ ５ Ｃｒ Ｍ ｎ Ｂ 履帶 鋼 的磨 損 量 均 有 所減 少 ， 相 對(duì) 磨 損 率分別 降 低 了 ５ ． ８ ％ 、 ９． １ ％ 和 １ １ ． ８ ％ 。釩是強(qiáng)烈 的碳化物 形 成元素 之一 ， 一 般認(rèn)為 鋼 中 的釩 ， 在 通常 情況下 ， 沉淀強(qiáng) 化起主要 作 用。 釩首 先是以 ＶＮ 方式析 出 ， 當(dāng) Ｎ 消 耗完 畢之后 ， 剩余的 釩 將生成 ＶＣ ， 但當(dāng) 鋼 中 的 Ｎ 、 Ｃ 含量一 定時(shí) ， 進(jìn)一 步增 加 鋼中 的 釩 ， 多余的 釩將 以 固溶形式存在 。 因 此 ， 釩 在 鋼 中 的 作 用 主 要 取 決 于 其 存 在 形式 。 朱乃平等的研究表 明 ， 在 Ｆｅ － Ｍｎ－ Ａｌ － （ Ｃｒ ） 系 奧 氏 體鋼 中 ， Ｖ ４ Ｃ ３ 為主要強(qiáng)化相 ， 沉淀強(qiáng)化作用 隨 Ｖ 含量的 增加 而增大 。 Ｖ４ Ｃ ３ 是最硬最耐磨的 金 屬 碳化物 ， 細(xì) 小 彌 散分布 的 Ｖ４ Ｃ ３ 可 提高 鋼 的 蠕 變和 持 久 強(qiáng) 度 ， 提 高 基體顯 微硬度。釩 的 析出 量和 析出 比例 變化情況，當(dāng) 鋼 中 的釩極其微量 時(shí) （ １ ＃ ） ， 未檢測(cè) 出 釩 的 析 出 物 ； 隨 著鋼 中 釩含量增 加 ， 滲碳體中 的 釩含量增加 ， 當(dāng) 鋼 中 銀增 加到 〇． １ ２ ％ 和 ０． １ ６ ％ 時(shí) ， 其滲碳體 中 的釩含量 約為 ０ ？ ０ ２ ％ ； 當(dāng) 鋼 中釩含量 為 ０ ． ０８ ％ ￣ ０ ． １ ６％ 時(shí) ， 隨著 鋼 中 釩含量 的 增加 ， 析出 釩 的 比例 有所降低 ， 分 別為 ４ ８ ． ８ ％ 、 ４ ３ ． ０ ％ 和 ４ ２． １ ％ ， 但其析 出 數(shù)量 卻 隨 之增 加 ， 分別 為 〇？ ０ ３９ ％ 、 ０ ． ０５ ２ ％ 和 ０＿ ０６７ ％ 。在奧 氏 體－ 鐵素體相 變過(guò)程中 ， 鐵素體形核 主要 發(fā) 生在原 始 奧 氏 體 晶 界 上 ， 由 于釩的碳氮 化物 在奧 氏 體 向 鐵素 體轉(zhuǎn) 變 期 間 的 相界 面析出 ， 在晶 界起到 的 釘扎作 用 也 能夠有 效 阻 止鐵素 體晶 粒長(zhǎng) 大 ，晶界處 就能夠發(fā) 現(xiàn) 有 一 定量的 釩析 出 相 ； 晶 內(nèi) 還 可 以看到 一 定量的 細(xì)小釩析 出 相 ， 該質(zhì)點(diǎn) 可作 為 鐵素 體形核提供更多 的 形核位置 ， 提高其形 核速 率。

３ 結(jié) 論

隨著 試驗(yàn)鋼 中 釩含量 的 增 加 ， 鋼 中釩 的 析 出 相 數(shù)量增 多 ， 硬度 和耐磨性隨之增 加 ， 當(dāng) 鋼 中 釩含 量由 ０． ００４ ％ 增 加 到 ０ ＿ １ ６ ％ 時(shí) ， 試驗(yàn)鋼 的 ＨＲＣ 硬度值從 ３ ６ ． ５ 提高 到 ４ ３ ． ５ ， 與 ２５ Ｃｒ Ｍｎ Ｂ 鋼 相 比 ， 相對(duì)磨損率 降低了 １ １ ． ８ ％ 。 同 時(shí) ， 釩的 加 入還 起到 了 細(xì) 晶 強(qiáng)化 效果 ， 對(duì)試驗(yàn) 鋼 的 強(qiáng) 度 和 軔 塑 性 起到 一 定 的 有 益作用 。