开题报告范文(20211124012258)

1、大学硕士学位论文开题报告论文题目高强度矿用圆环链用钢组织控制及耐磨性学号姓名学科名称研究方向导师姓名年月日大学论 文开 题 报告1 课题的来源圆环链钢广泛用于采矿设备中运输链的制造。矿用高强度圆环链是采煤机械和运输机械重要的组成部分，属于易损部件，消耗量大。按国家标准规定，圆环链分为b、c和 d三个级别，对每个级别的圆环链采用的原材料质量、尺寸规格、焊接质量、力学性能、检验方法及检验项目提出了明确的规定。现在使用国产钢进行小规格的c级圆环链生产，问题已基本解决。甚至，在一些性能指标上，c 级圆环链已可以达到d 级圆环链的标准。但是对于大规格的 c级圆环链，利用国产钢进行生产时，仍存在着疲劳寿命

2、低，性能不稳定，工艺性能差等问题。目前 c级高强度矿用圆环链使用量较大，但是由于运输链承受着复杂的应力作用，其质量性能的优劣直接影响着机械设备的运行和生产效率，是一类具有明显特点的专业产品。目前用于生产 c级圆环链的钢种品种单调， 一般采用 25mnv 和 23mncrnimo54 合金钢，通过调质处理来生产。而25mnv因力学性能和工艺性能（如淬透性）的局限，仅能生产小尺寸（直径小于 18 毫米）规格的c 级矿用圆环链，对于大尺寸规格的，以前国内采用过德国钢种23mncrnimo52 ，但是发现在对其进行热处理加工时，性能不稳定， 主要包括焊接性能不稳定，热编链缝隙不均匀等，后来改用日本进口

3、的23mncrnimo54 合金钢， 23mnnimocr54 钢广泛用于制作高强度矿用c级圆环链 , 用该钢生产的链条具有耐磨性能好, 疲劳寿命高 , 强度高 , 抗冲击能力强 , 承载负荷大的特点 , 制作的链条用于大型矿用机械, 由于使用环境恶劣 , 要求高 , 该材料主要依靠进口 1 。这种钢质量高、性能稳定，但是生产成本高，销售价格高，之前的52 钢性能不稳定原因有待进一步研究。因此河北工业大学金属研究所通过与企业合作，开发技术经济合理、力学性能能够满足较大尺寸规格的矿用圆环链的新钢种hjb ，对于代替进口23mncrnimo54 合金钢，提高企业的产品竞争能力，有重要的实际意义。符

4、合冶金企业以及煤矿机械行业技术进步的需要。2 课题研究的目的和意义具有好的耐磨性是圆环链用钢一项重要的技术指标，直接影响着圆环链产品的使用寿命，金属研究所已有的工作已经初步试验了自主研制的新钢种hjb的力学性能已经完全符合c级圆环 链用 钢 的 国家标 准， 但尚 未作 过耐 磨性 的 研 究。 本 课 题首先 将已 有 圆 环链 用 钢23mncrnimo54 、23mncrnimo52 、25mnv以及新钢种 hjb进行组织控制，在满足c级矿用圆环链力学性能要求的前提下，将深入研究新钢种和已有钢种的耐磨性，并加以对比，研究合金元素对耐磨性影响的机理。这对新钢种替代已有钢种，提高钢厂及煤矿机

5、械厂的经济效益具有重大的现实意义。3 国内外关于该课题的研究现状及发展趋势国内在上世纪 60年代至 70 年代广泛采用 20mnv进行圆环链的生产，受我国当时的钢铁生产工艺装备水平的限制，所用钢材的生产工艺均为电炉炼钢模铸中型开坯小型成材的落后生产工艺，电炉容量较小，批量供应钢材的窄成分带控制不能实现，直接影响圆环链的生产及性能的稳定。为提高圆环链的力学性能，80 年代提出了采用25mnv 、23simnv 、20mnvb 、25mnvb材料进行 c级圆环链的生产， 但都限制在 1864以下规格， 研究的内容主要在圆环链的热处理工艺方面。西安交通大学、山东矿业学院、张家口煤机厂等圆环链生产单位

6、以及首钢、济钢、贵阳钢厂等都进行了大量的研究开发工作。在此期间西安交通大学和张家口煤矿机械厂合作，以国外牌号 23mncrnimo54 钢（以下简称 54 钢） 、23mncrnimo64 、23mncrnimo52钢作为高强度圆环链用原材料， 通过改进圆环链的热处理工艺、表面强化工艺， 使圆环链生产工艺水平、产品的性能得到了显著的提高。80 年代后期，山东矿业学院与有关的圆环链厂合作，采用25mnsimov 进行了 d 级 1864 规格的高强度矿用圆环链试制研究，采用了差温热处理工艺实现圆环链性能的优化，达到了标准的要求，但各个圆环链厂未见推广使用2 。我国在“六五”、 “七五”期间，对圆

7、环链用钢进行了技术攻关，提出了采用25mn在 v、23simnv钢制造小规格 c级圆环链，采用 25simnmov 生产小规格 d级圆环链，并于 1989年制定了矿用高强度圆环链用钢技术条件国家标准（gb10560 89） 。其中推荐了一些钢种 3 ，用于较大规格 c级圆环链生产的钢种如23mn2nicrmo 、25mnsinimoa 及 25mnsimov ，前两个钢种基本上类似于上述的国外牌号23mncrnimo54 ，从钢材的生产工艺、圆环链的生产工艺以及技术经济合理性上都没有显示出优点，因而在链条厂中基本上没有得到应用。后者由于合金元素配合添加的不合理性，在生产过程中难以满足圆环链工艺

8、性能要求，特别是闪光对焊性能，因而在实际生产中也没有得到广泛采用。97 年以后，我国一些特钢厂，如抚顺特钢、兴澄钢厂、西宁特钢、大连钢厂等国内特钢生产企业根据德国标准开始着手进行54 钢的生产，其生产工艺为 uhp 电炉 lfvd精炼大钢锭红送至加热炉中型开坯连轧连续退火，生产工艺复杂。 国产 23mncrnimo54 钢在进行 c级圆环链生产时的问题很多，特别是批量供应时， 钢的内在质量、 组织的不均匀性，致使圆环链生产过程中返工量增加，降低了生产效率，生产设备能力不能得到充分发挥，如退火后硬度不均匀影响闪光对焊，造成焊缝在预拉伸时开裂，甚至有时由于剪切断面问题造成机器热编不能顺利进行。主要

9、原因是钢的成分设计不合理以及相对应的钢的生产工艺装备水平不能保证圆环的生产工艺性能要求以及稳定的力学性能 4，5 。目前，使用国产钢进行小规格的c级圆环链生产，问题已基本解决。甚至，在一些性能指标上， c级圆环链已可以达到d级圆环链的标准。但是对于大规格的c级圆环链，利用国产钢进行生产时，仍存在着疲劳寿命低，性能不稳定，工艺性能差等问题，针对用于大规格圆环链的生产及所用原材料，解决实际生产中存在的问题将是我们本课题的关键。4 本课题研究中可能遇到的问题及对策首先，就是要进行含不同含量合金元素的新钢种hjb以及 23mncrnimo52 钢的冶炼， 其中各种微量元素的含量都有明确的要求，如何进行

10、精确配料是将要面临的第一个问题。第二，所研究的将是成品，而金属研究所现有设备下的热处理工艺与工厂实际生产的钢可能会有一些差异。第三，对各种链条钢进行耐磨性的对比，如何对其进行热处理工艺，在什么样的标准下进行。第四，国内目前就矿用圆环链条钢磨损机理的研究很少，如何对比研究各种微量元素对链条钢耐磨性的影响，并提出磨损机理。对于以上三个问题，对策如下首先，用 matlab 6 软件对已有的 crfe、mofe 、ni、45#钢、纯铁进行配料，利用真空感应炉进行冶炼。第二，将从张家口链条厂取已有链条钢式样，比如：23mncrnimo54 、25mnv 。第三，对链条钢进行耐磨性的测试，各种钢种都应满足

11、国家规定c 级矿用链条钢标准，各种钢的热处理工艺应使其满足同样的力学性能。第四，参考对照其他工件磨损机理，大量翻阅国内外文献，利用对比法，提出各种元素对链条钢耐磨性的影响。5 本课题的预期目标及成果通过对本课题的研究，根据c 级高强度矿用圆环链生产工艺性能和使用性能要求，进行新型专业用钢的合金化设计与研制，研究试验钢的热处理工艺性能、各种状态下的力学性能以及金相组织对其耐磨性的影响，为工业化的新钢种取代旧钢种提供试验依据。（1）研究矿用圆环链用钢的热处理工艺以及组织转变特点；（2）研究微观组织对链条钢耐磨性的影响；（3）通过对含不同合金元素及不同含量合金元素的链条钢耐磨性的对比研究，提出合金元

12、素对链条钢耐磨性的影响，并提出磨损机理；（4）通过新钢种与已有链条钢耐磨性的实验数据对比，为新钢种的工业化生产提供实验依据。6 本课题具体研究方法和实施方案本课题通过对已研制新钢种hjb以及链条钢 23mncrnimo52 、23mncrnimo54 、25mnv的组织控制，在国标要求的力学性能下，对其进行耐磨性的试验，通过对比研究，合金元素对链条钢耐磨性的影响，并对链条钢的磨损机理进行研究这是本课题的主体思路。（1）利用 matlab 计算程序配料，用中频感应真空熔炼炉进行23mncrnimo52 的冶炼；（2）研究钢的淬透性、晶粒长大倾向；（3）研究不同热处理状态下钢的组织与力学性能；（4）对几种链条钢进行组织控制；（5）研究相同力学性能条件下几种链条钢的耐磨性；（6）分析不同合金元素以及不同热处理对其耐磨性的影响；（7）分析不同力学性能对其耐磨性的影响；（8）通过对比研究，提出链条钢的磨损机理；7 参考文献1 张剑锋，高强度矿用链条23mnnimocr54 的生产 . 江苏冶金， 2006 年 4 月2 徐庆莘、孙宏飞、赵亚洲、孙繁昕，25simnmov 矿用高强度圆环链性能研究. 金属热处理，1988，10 3 中华人民共和国国家标准，矿用高强度圆环链，gb/t 12715-2001 4 高忠寿、曾成林、丁秉钧、王笑天，用于矿