20CrNiMo冲蚀磨损性能研究
２０１２年９月 第３７卷第９期 润滑与密封
ＬＵＢＲＩＣＡＴＩＯＮ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ Ｓｅｐ．２０１２ Ｖｏ１．３７ Ｎｏ．９
ＤＯＩ：１０，３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．０２５４—０１５０．２０１２．０９．００９
２０ＣｒＮｉＭｏ冲蚀磨损性能研究
李治垄樊建春张继信詹先觉
（中国石油大学（北京） 北京１０２２４９）
摘要：用自制的冲蚀磨损试验装置对２０ＣｒＮｉＭｏ的冲蚀磨损性能进行研究，揭示冲蚀时间和冲蚀速度对冲蚀磨损量
的影响。借助于电子显微镜（ＳＥＭ），考察单个粒子对试样表面的作用机制，从材料力学和摩擦学的角度，结合３种经 典的冲蚀磨损理论，通过观察分析冲蚀表面的微观形貌，探讨试样表面磨损破坏的形成机制。结果表明，随着冲蚀时间
和冲蚀速度的增加，冲蚀磨损量稳定增加。冲蚀粒子对冲蚀试样表面的作用，取决于撞击粒子的能量的大小。由于不同 粒子的能量大小不同，它所作用的试样的表面应力处于不同的水平，当应力处于弹性状态时，主要是摩擦机制起作用；
当应力在屈服极限和强度极限之间时，微切削机制起作用；当应力超过强度极限时，则发生剥落现象。 关键词：冲蚀磨损；冲蚀速度；２０ＣｒＮｉＭｏ
中图分类号：ＴＨ１１７．１文献标识码：Ａ文章编号：０２５４—０１５０（２０１２）９—０３７—４
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ Ｅｒｏｓｉｖｅ Ｗｅａｒ ０ｆ ２０ ＣｒＮｉＭｏ
Ｌｉ Ｚｈｉｋｕｎ Ｆａｎ Ｊｉａｎｃｈｕｎ Ｚｈａｎｇ Ｊｉｘｉｎ Ｚｈａｎ Ｘｉａｎｉｕｅ
（Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ（Ｂｅｉｊｉｎｇ），Ｂｅｉｊｉｎｇ １０２２４９，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｅｒｏｓｉｏｎ ｗｅａｌ＂ｏｆ ２０ＣｒＮｉＭｏ ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ ｕｓｉｎｇ ａ ｓｅｌｆ－ｍａｄｅ ｅｒｏｓｉｏｎ－ｗｅａｒ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｄｅｖｉｃｅ，ａｎｄ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ
ｏｆ ｅｒｏｓｉｏｎ ｔｉｍｅ ａｎｄ ｉｍｐａｃｔｉｎｇ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｏｎ ｅｒｏｓｉｏｎ ｗｅａｌ＂ｗｅｉｇｈｔ ｌｏｓｓ ｗａｓ ｓｈｏｗｎ．Ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｓｉｎｇｌｅ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｉｍｐａｃｔｉｎｇ
ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓａｍｐｌｅ ｗａｓ ｏｂｓｅｒｖｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｓｃａｎｎｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ（ＳＥＭ）．Ｔｈｅ ｆｏｒｍｉｎｇ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｅｒｏ－
ｓｉｏｎ ｗｅａｒ ｏｆ ｓａｍｐｌｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｗａｓ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ，ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ ｃｌａｓｓｉｃ ｅｒｏｓｉｏｎ ｗｅａｌ＂ｔｈｅｏｒｉｅｓ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ａｎｇｌｅ ｏｆ ｍｅｃｈａｎｉｃｓ ｏｆ
ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ ｔｒｉｂｏｌｏｇｙ ｂｙ ｏｂｓｅｒｖｉｎｇ ｔｈｅ Ｓｕｒｆａｃｅ ｍｉｃｒｏ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ ｏｆ ｅｒｏｓｉｏｎ ｔｒａｃｅ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｅｒｏｓｉｏｎ ｗｅａｒ
ｗｅｉｇｈｔ ｌｏｓｓ ｉｓ ｓｔｅａｄｙ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ａｌｏｎｇ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｅｒｏｓｉｏｎ ｔｉｍｅ ａｎｄ ｉｍｐａｃｔｉｎｇ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ．Ｔｈｅ ｅｒｏｓｉｏｎ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ
ｐａｒｔｉｃｌｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ｓａｍｐｌｅ ｉｓ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｅｎｅｒｇｙ ｏｆ ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔｉｎｇ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ．Ｂｅｃａｕｓｅ ｔｈｅ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ ｈａｖｉｎｇ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｅｎｅｒ－
ｇｙ，ｔｈｅ ｓｔｒｅｓｓ ｏｆ ｓｕｒｆａｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅａｃｔｅｄ ｅｒｏｓｉｏｎ ｓａｍｐｌｅ ａｒｅ ａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｌｅｖｅ１．Ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｆｒｉｃｔｉｏｎ ｉｓ ｗｏｒｋｉｎｇ ｍａｉｎｌｙ
ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｓｔｒｅｓｓ ｉｓ ｉｎ ｔｈｅ ｅｌａｓｔｉｃ ｓｔａｇｅ．Ａｎｄ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｍｉｃｒｏ ｃｕｔｔｉｎｇ ｉｓ ｗｏｒｋｉｎｇ ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｓｔｒｅｓｓ ｉｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｙｉｅｌｄ
ｐｏｉｎｔ ａｎｄ ｕｌｔｉｍａｔｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ．Ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｓｔｒｅｓｓ ｅｘｃｅｅｄｅｄ ｕｌｔｉｍａｔｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ，ｔｈｅ ｓｐａｌｌｉｎｇ ｐｈｅｎｏｍｅｎａ ａｒｅ ｏｃｃｕｒｒｅｄ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｅｒｏｓｉｏｎ ｗｅａｒ；ｉｍｐａｃｔ ｖｅｌｏｃｉｔｙ；２０ＣｒＮｉＭｏ
冲蚀磨损是指材料受到小而松散的流动粒子冲击
时表面出现破坏的一类磨损现象。石油天然气等战略
能源在国民经济中的地位越来越重要。而在油气的生
产过程中，装置和设备受到冲蚀作用的影响而发生失
效的事故对油气的安全生产有着重要的影响。如在油
田公司广泛应用的压裂技术中，最容易受损发生故障
的部件就是管汇，不但因频繁更换管汇给油田带来了
经济损失，而且还极大地影响了安全生产。但目前国
内外的研究主要集中在含砂水对水泵性能的影响，水
￥基金项目：国家科技重大专项（２０１１ＺＸ０５０４８）． 收稿日期：２０１２—０４—１６
作者简介：李治堑（１９８２一），男，硕士研究生，主要从事安全 检测与监测研究．Ｅ ｍａｉｌ：ｚｈｉｋｕｎ６２４＠１６３．ＣＯＢ． 泵气蚀破坏条件，固液两相流在水泵流道中运动规律
的研究等方面 。本文作者选用石油和化工工业常
用的材料２０ＣｒＮｉＭｏ为研究对象，选用油田酸化压裂
所用的压裂砂为冲蚀粒子进行冲蚀磨损试验研究，并
从材料力学的角度，深入分析冲蚀的微观形貌，分析
探讨了其冲蚀磨损机制。
１试验部分
１．１ 试验材料
冲蚀磨损试样的材料选用２０ＣｒＮｉＭｏ，所有试样
均加工成如成图１所示形状和尺寸。为了保证试验的
精确度，试验前要对冲蚀磨损试样表面进行必要的清
洁，去除试样表面的油污和杂质。冲蚀过程中所用溶
液采用清洁的自来水，所用的冲蚀砂选用我国油田常
见的酸化压裂砂，冲蚀砂直径为０．４～０．６ ｍｍ。
３８ 润滑与密封 第３７卷
图１冲蚀试件 Ｆｉｇ １ Ｔｈｅ ｓａｍｐｌｅ ｏｆ ｅｒｏｓｉｏｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ
试验用酸化压裂砂ＳＥＭ照片及成分光谱分析如
图２、３所示。
图２试验用压裂砂的ＳＥＭ照片（５０×） Ｆｉｇ ２ ＳＥＭ ｍｉｃｒｏｇｒａｐｈ ｏｆ ｅｒｏｓｉｏｎ ｓａｎｄ（５０×） １２・７
１０・２
７．６ Ｕ ５．１
２．５
０．０ ０．５０ １．５０ ２．５Ｏ ３．５０ ４．５０ ５．５０ ６．５０ Ｅｎｅｒｇｙ Ｅ｜ｋｅＹ
图３压裂砂冲蚀前的质谱分析图 Ｆｉｇ ３ Ｅｎｅｒｇｙ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｏｆ ｅｒｏｓｉｏｎ ｓａｎｄ ｂｅｆｏｒｅ ｅｒｏｓｉｏｎ ｔｅｓｔ
２０ＣｒＮｉＭｏ试样的力学性质和化学成分见表 １，２［ 。
表１ ２０ＣｒＮｉＭｏ材料的机械性能 Ｔａｂｌｅ １ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ２０ＣｒＮｉＭｏ
抗拉强度屈服强度伸长率断面收缩率冲击功 布氏硬度 ｃｒｂ／ＭＰａ ／ＭＰａ ６ ／％ ／％ Ａｋｕ２／Ｊ ＨＢＳ １０／３０００
￣＞９８０ ≥７８５ ｉ＞９ ≥４０ ｔ＞４７ ≤１９７
表２ ２０ＣｒＮｉＭｏ材料的化学成分
Ｔａｂｌｅ ２ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ２０ＣｒＮｉＭｏ ％
１．２试验设备与仪器 本次试验所用设备为实验室自主研发的装置，如
图４所示，装置主要由试验平台、冲蚀发生系统、动
力系统、搅拌系统、流量调节系统、压力传感系统、
温度传感系统和控制系统组成。搅拌系统的功能是使
混砂水搅拌均匀，为冲蚀试验提供冲蚀介质；动力系
统通过一台冲蚀泵将冲蚀介质的压力提高到给定的数
值，使冲蚀粒子具有足够的冲击速度；冲蚀发生系统
能使高速的冲蚀混合液以一定的角度冲击到固定的冲
蚀试样表面，是冲蚀过程发生的场所；流量调节系统
可以调节冲蚀混合液的流量；压力传感系统和温度传
感系统用来监测压力和温度的数值；控制系统用来控
制电源和仪器的操作。
称重仪器采用精度为０．１ ｍｇ的ＬＰ５０３型电子
天平。 试样表面形貌的观察采用Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ Ｓ－３６０型电
子显微镜。 竺竺 。． 呈 墼， — 砸 卜———
试压平台 电磁流量计 １
．呈 全 Ｉ 占一
—ＨＰＬｃ控制毒
图４冲蚀试验装置系统图 Ｆｉｇ ４ Ｓｃｈｅｍｅ ｏｆ ｅｒｏｓｉｏｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｓｅｔｕｐ
１．３试验方法及参数 试验分别测量２０ＣｒＮｉＭｏ试样在不同冲蚀时间和
冲蚀速度下冲蚀前后的质量，从而得出冲蚀磨损量。
同样冲蚀时间和冲蚀速度下的试验均重复３次，取３
次试验的平均值。
冲蚀完成后及时取出冲蚀后的试样，先用丙酮清
洗试样表面，除去试样表面的泥污，并用烘干机进行
烘干，然后立刻用电子天平称重，避免试样表面氧 ２０１２年第９期 李治垄等：２０ＣｒＮｉＭｏ冲蚀磨损性能研究 ３９
化，影响试样质量的准确性。 冲蚀角度选择３０。；冲蚀混合液含砂量调制为
７％（体积分数）；冲蚀液温度保持常温；冲蚀时间
分别为０．５，１，１．５，２ ｈ；冲蚀速度分别为１０，１５，
ｌ８．２０ ｍ／ｓ。
２冲蚀试验结果分析
２．１冲蚀磨损性能 在试验中，通过考察冲蚀时间和冲蚀速度这两个
变量对冲蚀磨损量的影响，从而揭示在３０。冲蚀角度
的情况下，２０ＣｒＮｉＭｏ材料的冲蚀磨损规律。图５示
出了２０ＣｒＮｉＭｏ材料的冲蚀磨损曲线，可见，随着冲
蚀时间的增加，２０ＣｒＮｉＭｏ的冲蚀磨损量也逐渐增加，
没有出现跃进现象。试验表明，冲蚀时间对冲蚀磨损
量具有明显的影响。此外，还发现冲蚀磨损量还与冲
蚀的速度有关，随着冲蚀速度的增大，冲蚀磨损量也
平稳增大，没有出现潜伏期症状。
舶 鲁
Ｉ１皤Ｉ
基 是
图５冲蚀磨损曲线 Ｆｉｇ ５ Ｔｈｅ ｃｕｒｖｅｓ ｏｆ ｅｒｏｓｉｏｎ ｔｅｓｔ
２．２冲蚀磨损机制分析
在材料的冲蚀磨损机制研究方面，存在着许多理
论。如Ｆｉｎｎｉｅｉ的塑性材料微切削理论，Ｂｉｔｔｅｒ的变形
磨损理论，ＬＥＶＹ的锻压挤压理论 。这３种理论
是比较有代表性的理论，同时也是受到广泛认可的
理论。
本文作者基于３种理论，进一步深入到粒子与材
料的微观力学作用领域，从材料应力应变与磨损的角
度，来揭示导致冲蚀磨损发生的微观机制。
冲蚀试样在３０。冲蚀角的条件下，冲蚀粒子以一
定的速度撞击冲蚀试样表面，撞击的瞬间，冲蚀粒子
的速度可以分解为２个分量。如图６所示，一个是平
行于试样表面的切向量速度，一个是垂直于试样表面
的法向量速度。进一步分析可知存在３种情况：
（１）当冲蚀粒子法向速度的冲量很小时，法向
速度所产生的能量不足以使试样表面的材料的应力达
到屈服极限ｏｒ 而在弹性范围内，在切向速度的作用
下粒子沿切向方向运动，由于冲蚀粒子并非完全光滑 的（这由图２的冲蚀粒子ＳＥＭ图片可以明显观察
到），它与试样表面产生摩擦，使试样表面材料产生
基于摩擦作用的材料损失。
20crmnmo化学成分标准
20crmnmo化学成分标准
20crmnmo是一种常用的工程结构钢，广泛应用于机械制造领域。本文旨在探讨20crmnmo的化学成分标准，包括其主要成分、特性以及
相关标准的制定。通过深入分析和详细阐述，以期为相关领域的研究
和应用提供有价值的参考。
一、20crmnmo的化学成分标准
20crmnmo主要由以下几个元素组成：碳（C）、锰（Mn）、铬（Cr）、钼（Mo）等。其中，碳元素是钢中最主要的元素之一，它对
钢的硬度、强度和耐磨性起到重要作用。锰元素能够提高钢的耐磨性
和强韧性，同时也能够改善钢的冷加工硬化能力。铬元素对钢的耐腐
蚀性和氧化性能有显著提高，而钼元素则能够增加钢的耐高温性能和
抗应力腐蚀开裂能力。 二、20crmnmo的特性及应用
20crmnmo具有一系列突出的特点和应用领域。首先，它具有良好
的耐磨性和耐热性，适用于在高温和高压条件下工作的零部件制造。
其次，20crmnmo具有优异的抗应力腐蚀开裂性能，适用于化工、石油
等领域的设备制造。此外，由于其较高的强度和硬度，20crmnmo常被用于制造大型机械设备和工程构件。
三、相关标准的制定
制定20crmnmo的化学成分标准需要综合考虑工程结构钢的机械性
能要求、使用条件以及制造工艺等因素。国内外钢铁标准化组织和研
究机构在20crmnmo化学成分标准的制定中发挥着重要作用。他们通过大量实验和数据分析，逐渐确立了20crmnmo的化学成分范围和规定值，
并制定了相应的标准文件，以便于生产制造和质量控制。
四、研究和观点的引用
在20crmnmo化学成分标准制定的过程中，许多研究人员和领域专
家做出了宝贵的贡献。他们通过对20crmnmo材料的分析和测试，提出了各自的观点和建议。例如，某研究人员指出，适当调整碳、锰等元
素的含量可以改善20crmnmo钢的强韧性。另一位专家认为，钼元素对20crmnmo的硬度和高温性能具有显著影响，其含量应该加以优化。这
循环加热和淬火对20MnCrNiMo钢组织及性能的影响
第３９卷第３期 ２０１７年５月 上海金属 ＳＨＡＮＧＨＡＩ ＭＥＴＡＬＳ Ｖｏ１．３９，Ｎｏ．３ Ｍａｙ，２０１７ １１
循环加热和淬火对２０ＭｎＣｒＮｉＭｏ钢组织及性能的影响
许洪伟朱海东岑风 （江苏省（沙钢）钢铁研究院，江苏张家港２１５６２５）
【摘要】 对从４０ ｍｍ厚板坯上切取尺寸为２０ ｍｍ ｘ４０ ｔｏｎｉ ｘ２００ ｍｍ的２０ＭｎＣｒＮｉＭｏ钢试 样，分别进行了８６０℃水淬，８６０ ｑＣ水淬再８６０℃水淬二次淬火，９００℃水淬再８６０℃水淬二次 淬火，以及９００ ｏＣ水淬、８６０℃水淬再８６０ ｃＩ二水淬三次淬火。经１～３次淬火的试样均于６２０℃
回火。随后，采用光学显微镜、扫描电镜等设备研究了试样的显微组织、断口形貌和力学性能。 结果表明，多次淬火可细化钢的晶粒，改善钢的力学性能；三次淬火对组织细化及性能改善的效
果好于两次淬火；对于这种钢的两次淬火工艺，初次淬火温度为８６０ ｏＣ的工艺能使钢的晶粒更 细小，力学性能更优。 【关键词】 循环加热和淬火 晶粒细化力学性能２０ＭｎＣｒＮｉＭｏ钢
Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ｃｙｃｌｉｃ Ｈｅａｔｉｎｇ ａｎｄ Ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ ｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ
Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ２０ＭｎＣｒＮｉＭｏ Ｓｔｅｅｌ
Ｘｕ Ｈｏｎｇｗｅｉ Ｚｈｕ Ｈａｉｄｏｎｇ Ｃｅｎ Ｆｅｎｇ （Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ Ｉｒｏｎ ａｎｄ Ｓｔｅｅｌ ｏｆ Ｓｈａｓｔｅｅｌ，Ｚｈａｎｇｊｉａｇａｎｇ Ｊｉａｎｇｓｕ ２ １ ５６２５，Ｃｈｉｎａ）
【Ａｂｓｔｒａｃｔ】 ２０ＭｎＣｒＮｉＭｏ ｓｔｅｅｌ ｓａｍｐｌｅｓ ２０ ｍｍ ｔｈｉｃｋ ｂｙ ４０ ｍｍ ｗｉｄｅ ｂｙ ２００ ｍｍ ｌｏｎｇ，ｃｕｔ
ｆｒｏｍ ａ ４０ ｍｍ ｔｈｉｃｋ ｓｌａｂ，ｗｅｒｅ ＳＵｂｊｅｃｔｅｄ ｔｏ ｗａｔｅｒ—ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ ｆｒｏｍ ８６０℃，ｔｗｏ ｓｅｐａｒａｔｅ ｗａｔｅｒ・ ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ ｆｒｏｍ ８６０ ｃＣ，ｔｗｏ ｓｅｐａｒａｔｅ ｗａｔｅｒ—ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ ｆｒｏｍ ９００℃ａｎｄ ８６０ ｏＣ， ａｎｄ ｔｈｒｅｅ ｓｅｐａｒａｔｅ ｗａｔｅｒ—ｑｕｅｎｃｈｉｎｇ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ ｆｒｏｍ ９００ ｃＩＣ，８６０ ｑｃ ａｎｄ ８６０＇ｔ２，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ａｌｌ
不同热处理条件下20CrMnTi耐磨性的研究
不同热处理条件下 20CrMnTi耐磨性的研究
在当今工业化发展迅速的科技时代，各种材料都被大量地应用到工业生产中，在这里面，耐磨金属材料已经被广泛应用到机械加工与工件制造领域。然而在实际生产过程中，金属材料的磨损情况却变得越来越严重，这造成了自然资源的大量消耗，严重影响了企业经济效益的增长。因此，研究与开发高新型耐磨金属材料具有重大的科研与社会意义。
在各种耐磨金属材料里面，耐磨合金钢具有优良的机械性能，而且原材料资源丰富，生产加工成本较低，周期较短，热处理后强度与硬度较为理想，可适应多种不同工业生产的需求，因此被大量用于制作多种不同类型的耐磨工件。
20CrMnTi钢是一种性能优良的低碳合金钢，自身具有良好的焊接性能，经正火处理后切削性能良好，冷加工性能也较为优异。但是由于该钢中碳化物的影响,成分偏析现象较为严重,因此不同的热处理工艺对钢的性能有很大的影响。20CrMnTi钢在经过淬火和低温回火处理后，钢材的强度和硬度均较高，低温冲击韧性比较突出，且仍可保持一定的焊接性能，表现出良好的综合力学性能，而且钢中合金元素的加入，使得工件具有良好的耐磨性能，被广泛用于制造中小尺寸的高强度耐磨件。此外，在对20CrMnTi钢进行热处理时，调整不同的回火温度，可以使钢材在工业生产中满足不同的工作性能要求。
本论文通过实验对20CrMnTi钢在不同热处理状态下的力学性能与内部组织结构进行研究，得出低碳马氏体钢的不同热处理工艺与工件力学性能、耐磨性能及组织结构之间的变化关系，以期获得使20CrMnTi钢具有最佳强韧化与耐磨性结合的热处理工艺步骤，用来制作工业上的钻杆键条。
20CrMnTi钢是低碳低合金钢，该钢通常在热处理状态下使用。经淬火回火处理后，具有良好的耐磨性能和抗拉强度，经过渗碳与淬火热处理后，具有工件表面硬度高，内部组织韧性好，耐磨性能与低温冲击性能较高的优良综合性能，20CrMnTi工件经正火处理后切削性能良好，冷加工性能也较为良好。但是由于该钢中碳化物的影响,偏析较为严重,因此不同的热处理工艺对钢的性能有很大的影响。
20cr钢的特色与性能剖析[整理版]
![20cr钢的特色与性能剖析[整理版]](https://360docs-1393072327.cos.ap-beijing.myqcloud.com/97ab9d210a4c2e3f5727a5e9856a561252d3219a.webp)
20Cr钢的特点与性能分析0000020Cr钢是我国目前产量最大的几种合金结构钢之一，用途非常
广泛。硬度较高，韧性比15CrA差。该钢具有较好的淬透性、中等
的强度和韧性。油淬到半马氏体硬度的淬透性为直径20-23mm，20Cr钢经渗碳淬火表面强化处理后，在模具表面会获得细针状回火马氏
体，硬度为58-62HRC;心部获得低碳马氏体组织，硬度35-40HRC,
基体强韧性高，可满足冷作模具高硬度、高强度、高韧性和适当耐蚀性的使用性能要求。正火可促进组织球化，细化大块状先共析铁素体，
该进毛胚的可加工性。00000 基本内容 00000
20Cr钢是我国目前产量最大的几种合金结构钢之一，用途非常
广泛。硬度较高，韧性比15CrA差。该钢具有较好的淬透性、中等的强度和韧性。油淬到半马氏体硬度的淬透性为直径20-23mm，20Cr
钢经渗碳淬火表面强化处理后，在模具表面会获得细针状回火马氏体，硬度为58-62HRC;心部获得低碳马氏体组织，硬度35-40HRC,
基体强韧性高，可满足冷作模具高硬度、高强度、高韧性和适当耐蚀
性的使用性能要求。正火可促进组织球化，细化大块状先共析铁素体，该进毛胚的可加工性。 0000 综合性能 00000 该钢淬火并低温回火后具有良好的综合力学性能，低温冲击韧度良
好，回火脆性不明显。渗碳时钢的晶粒有长大倾向，所以要求二次淬火，以提高心部韧性，不宜降温淬火，当正火后硬度为170-217HBW时，相对可加工性为65%，焊接性中等，焊前应预热到100-150℃，
冷变形时塑性中等。为了提高模具型腔的耐磨性，模具成形后需要进行渗碳处理，然后再进行淬火和低温回火，从而保证模具表面具有高
硬度、高耐磨性而心部具有很好的韧性。0000 调质处理 00000
对于使用寿命要求不很高的模具，也可以直接进行调质处理。国内也
有不少应用低碳马氏体钢强烈淬火制造冷作模具的实例。该模具钢零件的工艺路线；下料→锻造模胚→退火→机械粗加工→冷挤压成形→
20SiMn钢冲蚀和空蚀的失效行为研究
20SiMn钢冲蚀和空蚀的失效行为研究
王再友;陈黄浦;徐英鸽;朱金华
【期刊名称】《西安交通大学学报》
【年(卷),期】2002(036)007
【摘 要】用CMS-120旋臂式真空冲蚀试验机和KS-60振动空蚀磁致伸缩仪对20SiMn钢90°攻角冲蚀和空蚀进行了试验研究.结果表明:20SiMn钢冲蚀分为孕育期、增重期和稳定期3个阶段;空蚀由孕育期、急剧上升期、衰减期和稳定期4个阶段组成;冲蚀、空蚀裂纹主要沿晶界萌生和扩展,失效机制是因局部微区机械力作用造成沿晶断裂和晶内蚀坑;晶粒脱落是空蚀的重要失效方式之一.
【总页数】4页(P744-747)
【作 者】王再友;陈黄浦;徐英鸽;朱金华
【作者单位】西安交通大学金属材料强度国家重点实验室,710049,西安;西安交通大学金属材料强度国家重点实验室,710049,西安;西安交通大学金属材料强度国家重点实验室,710049,西安;西安交通大学金属材料强度国家重点实验室,710049,西安
【正文语种】中 文
【中图分类】TG142.33
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20CrNiMo
・２８・ 热处 技术 ｊ 衙 ３８卷 非常敛密。丰婴由于冷变形 较大，将合金钢组织 进一步破碎，以歧冷加ｌ 产，㈨，Ｊ位错及』ＪｆＩ 硬化为 退火时再结ｒ ＾提供了较大的储能，从ｌｎｆ 进ｒ再结 ｝ｊ＾的进行， 川化ｒ晶粒． ７ 合金钢冷批至４，４．５ Ｉｎｌｌ｜送火后的金棚组 ｛ Ｆｉｇ．７ Ｍｉｃｒｏｓｍｍｔｕｒｅ ｏｆ ａｌｌｏｙ ｓｈｎ Ｉ ａｓ ｃｏｌｄ ｄｒａｗｉｎｇ“ｌ ｄ）４．５ ｒｉｌｌｎ ａｎｄ ａｆｉｒｅ‘ｍｍｅａｌｌｉｔｉｇ ３ 结论 １）电渣啊熔态平１ｌ真 熔烁念合金钢的微 组织 ｒ｛１元素偏析 ，主要偏析 索为ｃ、Ｃｔ。、Ｍｏ、Ｆｅ，其 Ｌ｝Ｉ电渣霞熔态偏析 成条状分 ，较典 熔炼态史 为严重 ２）热锻态、热轧念、冷托态合金钢微观组织 小的偏折现象以此减轻，肜状分布越来越弥撒，山块 状逐渐转变为点状，偏析Ｉ天 粜分 逐渐接近合金 体成分。 ｝ＩＩ４分弥敞化，｝ｉ．数量急 减少 、 参 考 文 献 ｌ １ ｊ 汤春峰，【｝ｆ】选矫，段柏 ．１ Ｊ、Ｊ燃机 摩环材料哎Ｊ ＆ 处理［Ｊ］．１人Ｊ燃饥 件，２００６（５）：３—６． ［２］ 刘文波．汽乍发动机活 ：十于料『Ｊ］．脱代 什， ２００５（７）：８６—８８． １３］ 梁趟．汽乍发动饥活塞环的技斗＝＝脱状干¨发腱ｌ Ｊ＿．； （乍 与配件，２００６（１６）：３２—３５． １４］ 哈胜男．人功率船川柴汕机 摩 材料绀 一ｊ ｒＩ 能的 研究［Ｄ］．镇汀：江苏科技人 ７：１ｉ￣！Ｊ： 位沦义，２００８． ［５］ 杨明，窦 举，川ｔ 锋．现代例质 磷环的发腱和ｌ Ｊ、 川 ［Ｊ］．内燃饥眦仆，２００６（３）：２５—２８． ６ｊ 邱复兴．活求 材料［Ｊ］． 燃｝Ｊ【 什，２００４（１）：３一 ｌ４． １７］ 林祥华，＾Ｈ几 ：，周伟．…ｌ～外球豢铸铁活 环 料 ［Ｊ］．内燃ｆＪ【ｌ｝！ｉ ｆ ｆ：，２００５（２）：３０—３４． １８］ 刘涛．活堪环材料添ＪＪ【】 粜的 能分析ｌ Ｊ］．装 制造技术，２００８（１２）：１２—１４． ［９］ 杨建思．俐顷活塞环的』Ｊ『】ｌ ｌ Ｊ Ｊ．机做 造，２０００，３８ （７）：１４． ［１０］ｄｅ ＡｎｄｒＯｓ Ｃ（ ．Ｃｍ’ｔｌａｌｌａ（ ，Ａｌｖｉｎ・ｅＺ Ｌ Ｃｏｎｔ￣‘ｏｌ ｏｆ Ｍ２３Ｃ６ ｃａｒｂｉｄｅ ｓ ｉｎ ０．４５（：一１３Ｃａ一【Ｉｌｉ１１ｔｅｎｓｉｔｉ＜－ｓｔｚｆｉｎｌｔ ｓｓ ｓｔｅｅｌ ｂｙ ｌｌｌｅａｌｌＳ ｏｆ ｔｌｕ’ｅｅ ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｗ ｝１ＰＩｌｌ ｔｒｅａｔｌｌｌｅｌｌｔ ｐｍ’｝ｔｉｌｌ（ ｔｅｒｓ ［Ｊ］．Ｍａｔｍ’ｉａｌｓ Ｓ（＇ｉｅｎ（・ｅ；｜Ｉｌ（Ｉ Ｅｌ１ｇｉｌｌＩｌＩ｜ｒｉｎｇ：Ａ，ｌ９９８，２４１ （１）：２１ １—２１５． ［１１］Ｌｉｔ！Ｙ Ｒ，ＹＥ Ｉ）．ＹＯＮＧ Ｑ １ ．ｅｔ ａ１．Ｅｆｌｋ＋ｃｔ（，ｆ’ｔｈ ａｔ．ｒｒｒａｔ— ｍｅｎｔ ０１１ Ｍｉ（、ｒｏｓｈ’ｉｌｅｔｔｌｒｅ ａｌｉ（１ Ｉｈ’ｏｐｅｔ１．，，ｏｆ（：ｌ １ ３ Ｓｕｐ￣ Ｉ Ｍｍ’一 ｔｅｎｓｉｔｉｅ Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ Ｓｔｅｅｌ［Ｊ Ｊ．Ｊｏｔｉ１ Ｉｔａｌ ｏｔ Ｉｒｏｎ ｔｉｌｌ（｛Ｓｔｅｔ — ｓｅａｒｃｈ，Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａ１．，２０１ １，１８（１ １）：６０—６６． ０ ・＼＝／・ ・０・。，・’・’・’．、！ ・！・－，・、 ・ ・’・ｙ／・、 ・’－ ！ ・一 ・、！／・、 ／・－， ・。，・、 。／ ／－、、 ・、１ 、 ・’， ’ ！ ・’，ｄ－＇．１。・ 。・。 ・’一・’・’・。・ ・’・ ・小资料・ ２０ＣｒＮｉＭｏ 是【｝Ｉ 家标准规定的・种合金结构钢的牌号 统一数字代号：Ａ５０２０２，执行标准ＧＢ／Ｔ ３０７７一ｌ９９９ ２０ＣｒＮｉＭｏ铡的汴透性较高，ｌ尢【ｌ１］火脆性， 接性相 好，形成冷裂的倾… 小，可切ｉＩｊＩＪ 及冷心变 一 良＆ 一般 调质或渗碳淬火状念 使川 ２０ＣｒＮｉＭｏ钢原系荚旧ＡＩＳＩ、ＳＡＥ标准中的钢 ８７２０ 、淬透 能 ２０ＣｒＮｉ钢ｌ卡ＩＩ近 、虽然俐 ｌ１ Ｎｉ 量为２ＯＣｔＮｉ钢的一、 ，但ｆ｛Ｊ于加入少鲢Ｍｏ几素，使 氏ｆ小等温转变ＩｌＩｌ线的 部往右移；义ｌｑ适 提高ＭＩｉ含 ，致使此俐的淬透性仍然很好，强度也比２０ＣｒＮｉ铡离 川于制造 ｆＩ／１ Ｊ、 汽 乍、拖拉￣ＬＩ＇Ｉ９发动机干¨传动系统中的齿轮；亦ｔ１ｒ代替ｌ２ＣｒＮｉ３钢制造要求心邪性能较『 的渗碳什、 化什，如 油钻探和冶金露天矿¨ｊ的 轮钻头的 爪和牙轮体。２０ｃ ’ＮｉＭｏ冈禽订钏除ｒ有很好综合性能外还能耐一 定温度。川于制造汽轮￣￣Ｌｆｔ９ 轮、内燃机连朴、汽门锻件等。 力学性能：抗拉强度ｒ，［Ｉ ｉ＞９８０（１００）ＭＰａ；坷服强度 ≥７８５（８０）ＭＰａ；伸长率６ ≥９％；断ｉｆＩ『收缩牢 ≥ ４０％；冲击功 ＿１Ｌ、／＞４７ Ｊ；冲击Ｍ性值ｏｔ 、ｉ＞５９（６）Ｊ／ｃｍ ；伽氏硬度（遐火或高温回火状态）≤ｌ９７ ＨＢＳ 。㈣ 、 化学成分（质 分数，％）：０．１７～０．２３ Ｃ；０．１７～０．３７ Ｓｉ；０．６０～０．９５ Ｍｎ；允许残余 ≤０．０３５ ｓ；允 １： 残余含鬣≤０．０３５ Ｐ；０．４０～０．７０ Ｃｌ‘；０．３５～０．７５ Ｎｉ；０．２０～０．３０ Ｍｏ；允许残余含量≤０．３０ Ｃｕ。 热处理：淬火温度８５０ ｏＣ，ｆｔｆｌ冷； 火温度２００ ｏＣ， 冷。 交货状念：以热处理（ 火、退火或高温ＩｎＩ火）或小热处 状态交货。
20crnimo淬火临界直径
20CrNiMo淬火临界直径
1. 20CrNiMo材料介绍
20CrNiMo是一种优质合金结构钢，具有良好的强度和韧性，常用于制造大型齿轮、轴承等机械零件。它的主要化学成分包括碳、硅、锰、硫、磷、铬、镍和钼等元素。
2. 淬火工艺及影响因素
淬火是将金属加热至一定温度后迅速冷却，使其组织发生变化，以提高材料的硬度和强度。20CrNiMo的淬火工艺中，临界直径是一个非常关键的参数，它直接影响到淬火的效果和材料的性能。
3. 20CrNiMo淬火临界直径的定义和意义
淬火临界直径是指在淬火时，材料截面上出现马氏体组织的最小直径。当材料的截面尺寸小于临界直径时，完全可以得到均匀的马氏体组织，从而获得良好的淬火效果和性能。
4. 影响20CrNiMo淬火临界直径的因素
（1） 材料成分：20CrNiMo的化学成分对临界直径有重要影响，例如碳含量的增加会降低临界直径。
（2） 淬火工艺：淬火温度、冷却介质、冷却速度等淬火工艺参数的选择，都会对临界直径产生影响。
（3） 预热处理：热处理工艺中的预热温度和时间，也会影响20CrNiMo的临界直径。
5. 如何确定20CrNiMo的淬火临界直径
确定20CrNiMo的淬火临界直径是非常重要的，可以通过金相显微镜观察淬火试样的金相组织，确定其临界直径。也可以借助热处理试验和金相分析来确定临界直径。
6. 个人观点和理解
淬火临界直径是影响20CrNiMo淬火效果和性能的重要参数，对材料的使用寿命和可靠性具有重要意义。在实际生产中，需要严格控制材料的化学成分和淬火工艺参数，以确保获得良好的淬火效果和性能。
总结
20CrNiMo淬火临界直径是影响淬火效果和性能的关键参数，它受到材料成分、淬火工艺和预热处理等因素的共同影响。确定临界直径的方法和意义对于保证20CrNiMo材料的性能具有重要意义，需要在实际生产中予以重视和控制。20CrNiMo材料是一种优质的合金结构钢，具有良好的强度和韧性，广泛用于制造大型齿轮、轴承等机械零件。它的主要化学成分包括碳、硅、锰、硫、磷、铬、镍和钼等元素，这些成分的含量和比例会影响到20CrNiMo的淬火临界直径。
20CRNIMO钢板
厚度（mm）理论重量（km/㎡）厚度（mm）理论重量（km/㎡）厚度（mm）理论重量（km/㎡）0.21.570.755.891.814.130.251.960.86.28215.70.32.360.97.072.217.270.352.7517.852.519.360.43.141.18.642.821.980.453.531.29.42323.550.53.931.310.213.225.120.554.321.410.993.527.480.64.711.511.783.829.830.655.11.612.563.930.620.75.51.713.35431.44.535.3316125.638298.3539.2518141.3403145.543.182015742329.7647.1622172.744345.4754.9524188.445353.25862.825196.2546361.1970.6526204.148376.81078.628219.850392.51186.3530235.552408.2 20CRNIMO钢板简介：天津聚鑫贵泽钢铁贸易有限公司20CRNIMO钢板: 李海锋： 13642048668 022-5801704520CRNIMO钢板 化学成分： C≤0.17-0.23 Mn≤0.60-0.95 Si≤0.17-0.37 Cr0.40-0.70 MO0.20-0.30 NI0.35-0.75 S≤0.035 P≤0.03520CRNIMO钢板 机械性能： 抗拉强度（σb/MPa）：不小于980 屈服强度 σ0.2 (MPa)：不小于785 伸长率 δ5 (%)：不小于 9 20CrNiMo圆钢有高的强度、韧度和良好的淬透性和抗过热的稳定性，但白点敏感性高，有回火脆性。焊接性较差，焊前需经高温预热，焊后需消除应力，经调质后使用。一般制作强度高、塑性好的重要零部件，氮化处理后制作特殊性能要求的重要零件，如轴类、齿轮、紧固件等。 ，1294.232251.254423.913102.134266.955431.7514109.935274.7556439.615117.7536282.658455.3
20crmnmo化学成分标准 2
20CrMnMo是一种优质合金钢，其化学成分标准对于其性能和用途至关重要。在本文中，我们将对20CrMnMo化学成分标准进行全面评估，并探讨其对钢材性能的影响。
一、化学成分标准
1. 主要成分：
- 碳（C）含量在0.17-0.23%之间
- 锰（Mn）含量在0.90-1.20%之间
- 铬（Cr）含量在1.10-1.40%之间
- 钼（Mo）含量在0.20-0.30%之间
2. 其他成分：
- 硅（Si）含量不超过0.40%
- 磷（P）含量不超过0.035%
- 硫（S）含量不超过0.035%
二、成分影响
20CrMnMo合金钢的化学成分直接影响着其力学性能、热处理性能和耐磨性能。
1. 碳含量：碳是增强合金钢硬度和强度的主要元素，但过高的碳含量可能导致脆性增加。20CrMnMo的适中碳含量既保证了其强度，又避免了脆性的问题。
2. 锰含量：锰是加入合金钢中的强化元素，可以提高钢的强度和硬度，改善热加工性能。
3. 铬含量：铬是不锈钢和耐热合金钢的主要合金元素，可以提高钢的耐腐蚀性和耐磨性。
4. 钼含量：钼可以显著提高20CrMnMo合金钢的强度和硬度，增加其耐磨性和疲劳强度。
三、个人观点
在实际应用中，20CrMnMo合金钢的化学成分标准为其提供了良好的性能基础。适当的碳、锰、铬和钼含量使得该钢材在强度、硬度、耐磨性和热处理性能方面达到了良好的平衡。在工程领域中，20CrMnMo合金钢被广泛用于制造高负荷、高强度和高耐磨性要求的零部件，如轴承、齿轮等。
总结回顾
通过对20CrMnMo合金钢的化学成分标准进行评估，我们了解到合适的碳、锰、铬和钼含量对于钢材性能的提升至关重要。在实际应用中，这些化学成分的合理配比使得20CrMnMo合金钢在工程领域中具有广泛的用途和良好的性能表现。
在本文中，我们评估了20CrMnMo合金钢的化学成分标准，探讨了其对钢材性能的影响，并共享了个人观点和理解。希望通过本文的阅读，您对20CrMnMo合金钢的化学成分标准有了更全面、深刻和灵活的理解。
超音速火焰喷涂WC-Co与NiCr-Cr2C3涂层磨损性能研究
超音速火焰喷涂ＷＣ－Ｃｏ与ＮｉＣｒ－Ｃｒ。Ｃ。涂层磨损性能研究 ２１
超音速火焰喷涂ＷＣ—Ｃｏ与ＮｉＣｒ—Ｃｒ２Ｃ３涂层
磨损性能研究
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｗｅａｒ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ＷＣ—Ｃｏ ａｎｄ ＮｉＣｒ—Ｃｒ２ Ｃ３
Ｃｏａｔｉｎｇｓ Ｓｐｒａｙｅｄ ｂｙ ＨＶＯＦ
简中华，马壮，曹素红，王富耻，王全胜
（北京理工大学材料科学与工程学院，北京１０００８１）
儿ＡＮ Ｚｈｏｎｇ—ｈｕａ，ＭＡ Ｚｈｕａｎｇ，ＣＡｏ Ｓｕ—ｈｏｎｇ，
ＷＡＮＧ Ｆｕ—ｃｈｉ，ＷＡＮＧ Ｑｕａｎ－ｓｈｅｎｇ（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ
Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８１，Ｃｈｉｎａ）
摘要：采用超音速火焰喷涂（ＨＶ０Ｆ）工艺制备了ＷＣ－Ｃｏ和ＮｉＣｒ－Ｃｒ。Ｃ。涂层，测定了涂层孑Ｌ隙率、显微硬度及油润滑下
摩擦磨损过程中涂层材料失重，得出涂层摩擦系数随时间的变化关系，分析了涂层摩擦磨损机理。结果表明，ＷＣ－Ｃｏ和
ＮｉＣｒ－Ｃｒ。Ｃｓ涂层致密，孔隙率分别为ｌ＿２９ 和１．０８ ，显微硬度分别为１１４０ＨＶ０。和９５０ＨＶ０。。两种涂层均在摩擦时
间２Ｓｔａｉｎ时进入稳定磨损阶段，稳定摩擦系数均为０．１，涂层摩擦失重极小。油润滑下ＷＣ－Ｃｏ涂层的摩擦磨损方式主要 以为接触疲劳为主，伴随轻微的粘着磨损和磨粒磨损；ＮｉＣｒ－Ｃｒ。Ｃ。涂层碳化物的剥落和表面划痕较为明显，表面裂纹明
显增多。
关键词：超音速火焰喷涂；ＷＣ－Ｃｏ；ＮｉＣｒ—Ｃｒ。Ｃ。；摩擦系数
中图分类号：ＴＢ３３２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００卜４３８１（２００７）０７－００２１－０４
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＷＣ—Ｃｏ ａｎｄ ＮｉＣｒ—Ｃｒ２ Ｃ３ ｃｏａｔｉｎｇｓ ｗｅｒｅ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｏｎ ４ ５ ｓｔｅｅｌ ｓｕｂｓｔｒａｔｅ ｂｙ ｍｅａｎｓ ｏｆ ｈｉｇｈ ｖｅｌｏｃ—