Page 22 - 《摩擦学学报》2021年第1期

第 1 期 蒋金哲, 等: 新型TBM刀圈材料微观组织及耐磨性能研究 19

EDS观察分析. 从图2(e~f)可以看出DC53钢断口中含
62 16
15.34
61.7 有大量一次碳化物，如图2(f)中箭头所示，其化学成分
61 14
61 12 以C、Cr和Mo为主，这些硬而脆的一次碳化物是导致
Hardness/HRC 59 Hardness 10 Impact toughness/J DC53钢韧性差的直接原因. 从图2(a~b)可以看出
60
Impact toughness
H13钢冲击断口中没有一次碳化物，并且在断裂台阶
8
58
7.08
6 面上存在大量细小的韧窝. 结合H13与DC53的力学性
57 能及冲击断口形貌特点，可以说明C、Cr和Mo元素对
4
56 56.3 3.59 刀圈钢的性能有非常大的影响，这三种元素含量较少
2 时，刀圈材料硬度较低，但可以保持优良的冲击韧性，
H13 DB1 DC53

而过饱和的C、Cr、Mo元素在在基体中以一次碳化物
Fig. 1 Hardness and impact toughness of experimental steels
[15]
图 1 试验钢硬度与冲击功 的形式析出，会极大地降低刀圈钢的冲击韧性 . 因
(a) (b)

20 μm 2 μm

H13 steel

(c) (d)

Primary carbide

20 μm 2 μm

DB1 steel
4 000 Cr
(e) (f)
3 000
Primary carbide ࠹ඔ Cr Fe
2 000
Fe
Mo
C
1 000
Mn V Mn
0
0 5 10

10 μm 2 μm

DC53 steel

Fig. 2 Micro fracture morphologies of experimental steels
图 2 试验材料冲击断口形貌