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45号冷轧钢板65锰冷轧钢板40cr钢板42crmo钢板耐磨钢板NM400我国是电解金属锰生产大国,但是我国富锰资源匮乏,电解锰生产能耗物耗高,污染物排放量极大。因此,研究绿色低耗的锰矿强化提取方法,对于缓解我国锰矿资源短缺,促进电解锰行业可持续发展具有战略意义。以菱锰矿为原料的湿法电解法是生产金属锰的主要方法,但我国菱锰矿品位低,质量差,脉石含量高,多矿相共存,直接酸浸难以实现锰的浸出。本论文在分析菱锰矿浸出前后工艺矿物学基础上,提出表界面强化菱锰矿浸出新方法,通过添加表面活性剂调控CaSO4·2H2O钝化层形貌,降低其结晶度;引入超声波更新固液界面,破坏矿物集合体,促进固液界面传质,实现菱锰矿的强化浸出。主要结论如下:（1）通过对典型菱锰矿工艺矿物学分析表明,我国菱锰矿结构复杂,菱锰矿与白云石、碳酸钙镁石、钙沸石、黏土质等紧密共生,形成多矿物集合体。其中白云石,碳酸钙镁石与菱锰矿共生导致浸出过程极易产生CaSO4·2H2O钝化层;矿物集合体,黏土质阻碍固液传质进程,浸出液难以直接作用于目的矿物。（2）开展了表面活性剂界面强化菱锰矿浸出研究。 本文以两种优化成分耐磨钢基板NM400/450和NM500/550为研究对象,探索热处理工艺对两种耐磨钢板锰13基板的组织和硬度的影响规律,制定符合相应硬度级别（400 HB和450 HB级、500 HB和550 HB级）的优化热处理工艺,并对优化工艺下试制的450 HB和550 HB两种硬度等级耐磨钢成品的磨损性能进行了对比研究,分析了其磨损机制的差异,并探讨此类耐磨钢组织、硬度与耐磨性能之间的联系。热处理工艺优化试验表明:NM400/450基板910℃淬火后,在200℃低温回火,能够达到450 HB级耐磨钢硬度要求;在200℃至340℃回火,能够达到耐磨钢板nm400 HB级耐磨钢硬度要求。
耐磨钢板NM500/550基板在880℃淬火后,在200℃低温回火,能够达到550HB级耐磨钢硬度要求;在290℃以内温度回火,能够达到500 HB级耐磨钢硬度要求。采用优化工艺生产的450 HB级NM450和550 HB级耐磨钢板NM500成品马氏体耐磨钢,从表面到心部原奥氏体晶粒细小均匀,组织都为回火马氏体,表面与心部组织均匀;NM450和NM550板厚方向平均硬度分别为423 HB和540 HB。磨损试验结果表明:在销盘式滑动磨损条件下,低载下两种耐磨钢的磨损机制45号冷轧钢板65锰冷轧钢板40cr钢板42crmo钢板耐磨钢板NM4
65锰冷轧钢板45号冷轧钢板40cr钢板耐磨钢板NM400 42crmo钢板代时期,代表锰矿沉积成矿时代,结合石榴石英岩和斜长角闪岩变质峰期年龄分析,锰矿区在569-713Ma、435-489Ma间经历了两期强烈的变质作用改造;根据原岩恢复及构造环境分析,石榴石英岩的原岩为火山-沉积岩系,Mn O/Ti O2值为29.5-32.7,表明其形成于海水沉积环境;斜长角闪岩原岩为基性火山岩,来源于地幔源区,并伴有壳幔混合特征。综合锰矿区矿床地质特征、岩-矿石岩相学、岩石地球化学、矿物化学、成矿流体特征、成矿年代学分析研究,认为浪木日锰矿产于石榴石英岩中,主要经历了沉积成矿作用、变质作用改造,其成因类型属于典型的沉积-变质型锰矿。前国内生产的该级别耐磨钢冲击韧性普遍较低,从而导致耐磨性能较差,如何在保证国产NM500耐磨钢板nm360硬度、强度的前提下,提高其冲击韧性,进一步提高其使用寿命,是目前国产NM500的主要研发方向。针对上述问题,本论文工作在国产NM500化学成分的基础上添加不同含量的合金元素Nb,系统研究了Nb含量变化对实验钢的析出相转变热力学、相变动力学、热处理工艺优化、强韧化机制及抗冲击磨粒磨损性能等方面的影响,获得了具备高硬度、高强韧性及抗冲击磨损性能的新型低合金高强度耐磨钢化学成分及相应的热处理工艺。基于Thermo-calc热力学软件对含Nb 耐磨钢板nm400耐磨钢中析出相的类型、析出温度及析出量进行了计算,结果表明：实验钢中随着Nb的含量由0.018%增加到0.078%,富含Nb的MC型碳化物的析出温度显著提高,由1150℃提高到1300℃,同时析出量也明显增加,这有利于通过细晶强化提高实验钢的冲击韧性。
耐磨钢板锰13在低温回火条件下,MC相、M7C3相、MCETA相和MC SHP相碳氮化物析出65锰冷轧钢板45号冷轧钢板40cr钢板耐磨钢板NM400 42crmo钢板
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45号冷轧钢板65锰冷轧钢板40cr钢板42crmo钢板耐磨钢板NM500达更高的设计指标,同时可以有效的降低车辆自重,达到节能环保的要求。然而,目前NM600耐磨钢的生菱锰矿、方解石与菱镁矿的浮选分离一直是锰矿浮选分离所遇到的困境之一。在前期的研究中,关于油酸钠体系下抑制剂的研究报道众多,但是难以实现三者浮选的有效分离。因此,探寻选择性较强的捕收剂是实现三种矿物浮选分离的主要思路。本论文通过单矿物和混合矿浮选分离实验探究了新型Gemini表面活性剂体系下菱锰矿及钙镁碳酸盐矿物的浮选分离,并采用浮选溶液化学计算、表面动电位测试、红外光谱分析和XPS分析等手段,探究了不同的浮选药剂在菱锰矿、方解石和菱镁矿表面的吸附形式,为菱锰矿与钙镁碳酸盐矿物的浮选分离奠定了理论基础。在纯矿物浮选试验中,通过将丁烷-1,4-双（十二烷基二甲基溴化铵）制和控制冷却,对在线淬火和空冷的热轧原材料进行热处理工艺研究,经过优化的热处理工艺获得了以板条马氏体组织为主的性能合格NM450耐磨钢板。 对NM360耐磨钢板的磨损特性进行系统研究分析,提出新型耐磨机理。首先研究了试验钢组织粗化规律、高温变形规律和奥氏体冷却相变规律,为轧制工艺和热处理工艺提供基础支持。无铌试验钢在大于900℃后奥氏体组织显著粗化,含铌试验钢（0.05%）
耐磨钢板锰13在大于1050℃后奥氏体组织明显粗化,并且粗化程度低于无铌试验钢。高温热压缩试验得出试验钢在不同温度、不同应变速率下的真应力-真应变曲线,获得了试验钢在热变形过程中动态再结晶变化规律。通过经典热变形本构模型,构建了材料的本构模型,模型预测能力具有95%以上的可度。基于动态材料模型理论建立材料的热加工图,较准确地分析材料在不同变45号冷轧钢板65锰冷轧钢板40cr钢板42crmo钢板耐磨钢板NM500的影响不显著。
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