65錳冷軋鋼板40cr鋼板45號冷軋鋼板42crmo鋼板450和427 cm-1雙峰的強(qiáng)度比可反映Mn2+和Fe2+的替代關(guān)系。紅外光譜在400～650 cm-1波段和900～1 200 cm-1波段有吸收峰，可以反映羥基與氟和Mn2+與Fe2+的替代關(guān)系。因此，拉曼光譜、紅外光譜特征可清晰區(qū)分氟磷錳礦、羥磷錳礦和氟磷鐵礦三個(gè)類質(zhì)同像礦物。紫外-可見光吸收光譜中，以406 nm為中心的強(qiáng)吸收峰是由于Mn2+自旋禁阻躍遷導(dǎo)致；以455 nm為中心的弱吸收峰是由于Fe2+自旋禁阻躍遷導(dǎo)致，Mn2+對此峰也有一定貢獻(xiàn)；以533 nm為中心的吸收峰是由Mn2+的~6A1g（S）→~4T1g（G）躍遷導(dǎo)致。樣品呈現(xiàn)紅橙色，屬自色礦物。氟磷錳礦族礦物普遍存在類質(zhì)同象，拉曼光譜、紅外光譜可準(zhǔn)確鑒定氟磷錳礦，電子探針可以為其產(chǎn)地溯源提供重要信息。因此開發(fā)高性能的耐磨鋼鐵材料對減少材料磨損過程中的損失、提高機(jī)械裝備的使用壽命有著至關(guān)重要的意義。低合金耐磨鋼作為一種重要的耐磨鋼鐵材料因合金含量低、綜合性能良好、生產(chǎn)靈活方便及價(jià)格便宜等特點(diǎn)被廣泛的應(yīng)用于工程機(jī)械、礦山機(jī)械及冶金機(jī)械等設(shè)備的生產(chǎn)制造。本文以高級別的低合金耐磨鋼板NM500為研究對象對其成分、組織進(jìn)行設(shè)計(jì)研究所設(shè)計(jì)成分體系下的馬氏體、馬氏體-鐵素體和馬氏體-納米碳化物的控制情況并分析了其控制工藝過程與組織、力學(xué)性能和三體沖擊磨料磨損性能的關(guān)系終開發(fā)出馬氏體型低成本、馬氏體-鐵素體型高韌性和馬氏體-納米碳化物型高耐磨性的低合金耐磨鋼板錳13。

本文的主要內(nèi)容和創(chuàng)新如下：（1）針對傳統(tǒng)低合金耐磨鋼中添加較多Ni、Mo等貴重合金甚至是稀土元素成本較高的缺點(diǎn)首次采用在普通C-Mn鋼的基礎(chǔ)上加入少量Cr和B元素的低成本成分體系開發(fā)出高級別的低合金耐磨鋼板NM400。其中：抗拉強(qiáng)度>1600MPa布氏硬度>500HB延伸率>10%-40℃低溫沖擊>30J耐磨性能高于國外同等級別耐磨鋼水平。研究了該類鋼的連續(xù)冷卻相變行為、熱處理前的熱變形及熱變形后的冷卻工藝、熱處理過程中的淬火和回火工藝對實(shí)驗(yàn)鋼的強(qiáng)韌性控制單元如原始奧氏體晶粒尺寸、block尺寸、Lath尺寸和析出物的影響規(guī)律并分析了其與實(shí)驗(yàn)鋼的力學(xué)性能和三體沖擊磨料磨損性能的關(guān)系。結(jié)果表明較低溫度的控制軋制后控制冷卻至貝氏體區(qū)間然后在880℃淬火和170-C回火可得到 的硬度和韌性配合并得到高的耐磨鋼板nm450性能。65錳冷軋鋼板40cr鋼板45號冷軋鋼板42crmo鋼板

45號冷軋鋼板65錳冷軋鋼板40cr鋼板42crmo鋼板耐磨鋼板NM500且相同狀態(tài)下連鑄連軋耐磨鋼板NM500，CrVA鋼的強(qiáng)度更高而塑性相當(dāng)。在相同磨料磨損條件下磨損質(zhì)量損失從大至小順序?yàn)镼355> 30CrMoA> 1045> NM50CrVA鋼NM50CrVA、1045和30CrMoA鋼的相對耐磨性分別為1.99、1.21和1.14NM50CrVA鋼具有 的耐磨性; 1045、30CrMoA和Q355鋼的主要磨損機(jī)制為犁溝和顯切削NM50CrVA鋼的主要磨損機(jī)制為疲勞剝落磨損。

  采用掃描電鏡和低溫沖擊錳礦和細(xì)晶石與其它礦物組成的礦物連生體存在分選差異主要體現(xiàn)在連生體類型和包裹與被包裹體粒徑比上。在磁力場中磨礦細(xì)度的改變影響細(xì)晶石在磁選中的走向磨礦細(xì)度過小或過大將會(huì)影響磁選精礦中鉭鈮錳礦和細(xì)晶石的粒度。上述研究結(jié)論是對以往鉭鈮礦分選認(rèn)識的優(yōu)化與提高可為鉭鈮礦物精細(xì)化分選提供理論參考。在重/磁力場中進(jìn)入粗精礦的鉭鈮錳礦和細(xì)晶石解離度通常較高且粒度較粗主要分布0.045~0.150 mm未解離的鉭鈮錳礦和細(xì)晶石主要和鈉長石、石英、鉀長石和鋰云母等礦物連生連生類型主要為毗鄰型;進(jìn)入中礦的鉭鈮錳礦和細(xì)晶石解離度稍低大部分未解離的鉭鈮錳礦和細(xì)晶石主要和鈉長石、石英、鉀長石和鋰云母等礦物連生連生類型主要為包裹型鉭鈮錳礦包裹與被包裹體粒徑比大于20細(xì)晶石包裹與被包裹體粒徑比小于45號冷軋鋼板65錳冷軋鋼板40cr鋼板42crmo鋼板耐磨鋼板N

45號冷軋鋼板65錳冷軋鋼板40cr鋼板42crmo鋼板耐磨鋼板NM400我國是電解金屬錳生產(chǎn)大國但是我國富錳資源匱乏電解錳生產(chǎn)能耗物耗高污染物排放量極大。因此研究綠色低耗的錳礦強(qiáng)化提取方法對于緩解我國錳礦資源短缺促進(jìn)電解錳行業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有戰(zhàn)略意義。以菱錳礦為原料的濕法電解法是生產(chǎn)金屬錳的主要方法但我國菱錳礦品位低質(zhì)量差脈石含量高多礦相共存直接酸浸難以實(shí)現(xiàn)錳的浸出。本論文在分析菱錳礦浸出前后工藝礦物學(xué)基礎(chǔ)上提出表界面強(qiáng)化菱錳礦浸出新方法通過添加表面活性劑調(diào)控CaSO4·2H2O鈍化層形貌降低其結(jié)晶度;引入超聲波更新固液界面破壞礦物集合體促進(jìn)固液界面?zhèn)髻|(zhì)實(shí)現(xiàn)菱錳礦的強(qiáng)化浸出。主要結(jié)論如下:（1）通過對典型菱錳礦工藝礦物學(xué)分析表明我國菱錳礦結(jié)構(gòu)復(fù)雜菱錳礦與白云石、碳酸鈣鎂石、鈣沸石、黏土質(zhì)等緊密共生形成多礦物集合體。其中白云石碳酸鈣鎂石與菱錳礦共生導(dǎo)致浸出過程極易產(chǎn)生CaSO4·2H2O鈍化層;礦物集合體黏土質(zhì)阻礙固液傳質(zhì)進(jìn)程浸出液難以直接作用于目的礦物。（2）開展了表面活性劑界面強(qiáng)化菱錳礦浸出研究。  本文以兩種優(yōu)化成分耐磨鋼基板NM400/450和NM500/550為研究對象探索熱處理工藝對兩種耐磨鋼板錳13基板的組織和硬度的影響規(guī)律制定符合相應(yīng)硬度級別（400 HB和450 HB級、500 HB和550 HB級）的優(yōu)化熱處理工藝并對優(yōu)化工藝下試制的450 HB和550 HB兩種硬度等級耐磨鋼成品的磨損性能進(jìn)行了對比研究分析了其磨損機(jī)制的差異并探討此類耐磨鋼組織、硬度與耐磨性能之間的聯(lián)系。熱處理工藝優(yōu)化試驗(yàn)表明:NM400/450基板910℃淬火后在200℃低溫回火能夠達(dá)到450 HB級耐磨鋼硬度要求;在200℃至340℃回火能夠達(dá)到耐磨鋼板nm400 HB級耐磨鋼硬度要求。

耐磨鋼板NM500/550基板在880℃淬火后在200℃低溫回火能夠達(dá)到550HB級耐磨鋼硬度要求;在290℃以內(nèi)溫度回火能夠達(dá)到500 HB級耐磨鋼硬度要求。采用優(yōu)化工藝生產(chǎn)的450 HB級NM450和550 HB級耐磨鋼板NM500成品馬氏體耐磨鋼從表面到心部原奧氏體晶粒細(xì)小均勻組織都為回火馬氏體表面與心部組織均勻;NM450和NM550板厚方向平均硬度分別為423 HB和540 HB。磨損試驗(yàn)結(jié)果表明:在銷盤式滑動(dòng)磨損條件下低載下兩種耐磨鋼的磨損機(jī)制45號冷軋鋼板65錳冷軋鋼板40cr鋼板42crmo鋼板耐磨鋼板NM4

45號冷軋鋼板65錳冷軋鋼板40cr鋼板42crmo鋼板耐磨鋼板NM500達(dá)更高的設(shè)計(jì)指標(biāo)同時(shí)可以有效的降低車輛自重達(dá)到節(jié)能環(huán)保的要求。然而目前NM600耐磨鋼的生菱錳礦、方解石與菱鎂礦的浮選分離一直是錳礦浮選分離所遇到的困境之一。在前期的研究中關(guān)于油酸鈉體系下抑制劑的研究報(bào)道眾多但是難以實(shí)現(xiàn)三者浮選的有效分離。因此探尋選擇性較強(qiáng)的捕收劑是實(shí)現(xiàn)三種礦物浮選分離的主要思路。本論文通過單礦物和混合礦浮選分離實(shí)驗(yàn)探究了新型Gemini表面活性劑體系下菱錳礦及鈣鎂碳酸鹽礦物的浮選分離并采用浮選溶液化學(xué)計(jì)算、表面動(dòng)電位測試、紅外光譜分析和XPS分析等手段探究了不同的浮選藥劑在菱錳礦、方解石和菱鎂礦表面的吸附形式為菱錳礦與鈣鎂碳酸鹽礦物的浮選分離奠定了理論基礎(chǔ)。在純礦物浮選試驗(yàn)中通過將丁烷-14-雙（十二烷基二甲基溴化銨）制和控制冷卻對在線淬火和空冷的熱軋?jiān)牧线M(jìn)行熱處理工藝研究經(jīng)過優(yōu)化的熱處理工藝獲得了以板條馬氏體組織為主的性能合格NM450耐磨鋼板。 對NM360耐磨鋼板的磨損特性進(jìn)行系統(tǒng)研究分析提出新型耐磨機(jī)理。首先研究了試驗(yàn)鋼組織粗化規(guī)律、高溫變形規(guī)律和奧氏體冷卻相變規(guī)律為軋制工藝和熱處理工藝提供基礎(chǔ)支持。無鈮試驗(yàn)鋼在大于900℃后奧氏體組織顯著粗化含鈮試驗(yàn)鋼（0.05%）

耐磨鋼板錳13在大于1050℃后奧氏體組織明顯粗化并且粗化程度低于無鈮試驗(yàn)鋼。高溫?zé)釅嚎s試驗(yàn)得出試驗(yàn)鋼在不同溫度、不同應(yīng)變速率下的真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線獲得了試驗(yàn)鋼在熱變形過程中動(dòng)態(tài)再結(jié)晶變化規(guī)律。通過經(jīng)典熱變形本構(gòu)模型構(gòu)建了材料的本構(gòu)模型模型預(yù)測能力具有95%以上的可度。基于動(dòng)態(tài)材料模型理論建立材料的熱加工圖較準(zhǔn)確地分析材料在不同變45號冷軋鋼板65錳冷軋鋼板40cr鋼板42crmo鋼板耐磨鋼板NM500的影響不顯著。