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75Cr1钢属于高品质锯片钢,具有较高的强度、硬度、淬透性以及耐磨性,广泛应用于石材、建筑和机械制造等行业所用的锯片。目前国内生产的75Cr1锯片用钢在组织控制和产品的耐磨性能、疲劳性能以及抗冲击性能与国外同类产品比较仍然有较大差距。研究表明,稀土能够提高高碳合金钢的耐磨性和冲击韧性,并在轴承钢、重轨钢、高速钢等钢中得到良好应用,但有关稀土在75Cr1锯片用钢中的研究未见报道,本文以75Cr1锯片用钢为基础,通过成分优化设计,在钢中添加应用广泛的镧,研究稀土对其组织和性能的影响,为稀土在75Cr1锯片用钢中的应用提供一定的实验依据,也会进一步拓宽稀土在钢中的应用。 本文针对未添加和添加稀土镧的75Cr1锯片用钢,采用Gleeble-1500D热模拟试验机进行双道次与三道次热模拟压缩试验,通过道次间软化率分析,研究其在模拟粗轧及精轧过程中的再结晶行为,确定试验钢粗轧终轧温度和精轧开轧温度;采用OM、SEM和TEM对试验钢锻造、热轧以及经淬火+回火后的显微组织进行观察;通过采用洛氏硬度计、电子万能试验机以及电子式摆锤冲击试验机分别测定试验钢的硬度、拉伸和冲击性能,采用SEM观察拉伸和冲击断口形貌,研究稀土对75Cr1锯片用钢力学性能的影响,并探讨其作用机理,阐明微观组织与力学性能之间的关系。 结果表明:稀土的加入抑制了静态再结晶的发生,依据热模拟压缩试验得出的软化率规律,确定了试验钢的奥氏体再结晶区和未再结晶区。试验钢热轧组织为珠光体和少量的先共析铁素体,添加稀土后,珠光体片间距和渗碳体厚度减小,组织中先共析铁素体的数量减少;试验钢添加稀土后,淬火后的条片马氏体细化,下贝氏体和残余奥氏体量减少,亚结构孪晶变细,高密度位错增加;试验钢在不同温度回火得到的组织均为回火托氏体,且α相仍保持条片外形。相同回火温度下,添加稀土试验钢回火组织要比未加稀土试验钢的相对细小,稀土抑制试验钢回火转变。稀土提升了试验钢热轧板和淬火+回火后的硬度和抗拉强度,改善了断口形貌,使断裂方式由脆性断裂向韧性断裂转变。