第1章 绪论 1
1.1 耐磨材料的应用背景 1
1.2 耐磨材料的发展过程与趋势 2
1.2.1 耐磨材料的发展过程 2
1.2.2 耐磨材料的发展趋势 3
1.2.3 常用的耐磨材料 5
1.3 高钒高速钢的研究与应用现状 7
1.3.1 高钒高速钢的由来 7
1.3.2 高钒高速钢的研究 7
1.3.3 高钒高速钢研发过程中有待解决的问题 12
参考文献 13
第2章 显微结构检测方法 18
2.1 材料显微结构检测的重要意义 18
2.2 X射线衍射物相分析法 18
2.2.1 X射线衍射仪结构原理 18
2.2.2 样品制备 20
2.2.3 衍射实验方法 20
2.2.4 定性相分析方法 22
2.2.5 物相定性分析 22
2.3 透射电子显微镜分析法 24
2.3.1 透射电子显微镜的基本构成 24
2.3.2 透射电子显微镜的成像原理 26
2.3.3 透射电子显微镜的样品制备 26
2.3.4 电子衍射物相分析 28
2.3.5 透射电镜的图像衬度 30
2.4 扫描电子显微分析法 34
2.4.1 扫描电子显微镜的成像原理 34
2.4.2 扫描电子显微镜的镜像衬度 35
2.5 X射线能谱（EDS）分析法 37
2.5.1 特征X射线的产生 37
2.5.2 能谱仪的工作原理 38
参考文献 42
第3章 摩擦磨损原理及测试方法 43
3.1 摩擦学原理 43
3.1.1 摩擦的概念 43
3.1.2 摩擦学的研究 43
3.1.3 摩擦的分类 45
3.2 摩擦定律 46
3.2.1 古典摩擦定律 46
3.2.2 摩擦理论 47
3.3 磨料磨损的定义及特征 50
3.3.1 人类对摩擦磨损的认识 50
3.3.2 磨损的定义 50
3.3.3 磨料磨损的三要素 51
3.3.4 磨料磨损的主要特征 52
3.4 磨料磨损的分类 52
3.4.1 决定摩擦磨损系统的三因素 52
3.4.2 磨损的七种分类方法 53
3.4.3 磨料磨损机理的研究 55
3.5 材料摩擦性能的测定 55
3.5.1 摩擦阻力的测定 55
3.5.2 摩擦系数的测定 57
3.5.3 摩擦温度的测定 57
3.6 材料磨损性能的测定 58
3.6.1 磨损评定试验的类型 58
3.6.2 材料磨损的评定方法 59
3.7 摩擦磨损试验机的分类 61
3.7.1 按磨损机理或磨损形式分类 61
3.7.2 按试验温度分类 61
3.7.3 按相对运动速度分类 61
3.7.4 按专门用途分类 61
参考文献 62
第4章 高钒高速钢的凝固过程及凝固组织 63
4.1 高钒高速钢的凝固过程 63
4.2 凝固过程曲线与准二元相图 67
4.2.1 凝固过程曲线及相变温度 67
4.2.2 （Fe-5Cr-2Mo-9V）-C准二元相图 68
4.3 V11高速钢的凝固过程与VC相的形态 69
4.3.1 试验材料及方法 69
4.3.2 试验结果与分析 70
4.3.3 小结 73
4.4 高钒高速钢中碳化钒的形态分布 73
4.4.1 碳化钒的基本形态 74
4.4.2 碳化钒的分布状况 75
4.4.3 碳化钒的析出过程 76
4.4.4 碳化钒分布及形成条件 77
4.4.5 小结 77
4.5 高钒高速钢碳化钒形态的数值化分析 78
4.5.1 图像预处理 78
4.5.2 高钒高速钢的碳化钒形态的数值化处理 78
4.5.3 不同碳含量V9高速钢形态的数值化处理 79
4.5.4 小结 80
4.6 碳化钒形核长大过程的理论研究 80
4.6.1 碳化钒晶格结构 80
4.6.2 碳化钒的非匀质形核 81
4.6.3 碳化钒的生长机制 81
4.7 碳化物三维形态研究 83
4.7.1 试验条件 83
4.7.2 试验结果与分析 84
4.7.3 深腐蚀条件下其他碳化物形貌 86
4.7.4 讨论 87
4.7.5 小结 88
4.8 本章结论 88
参考文献 89
第5章 高钒高速钢中碳化钒类型及微细结构 90
5.1 碳化钒的相结构 90
5.2 碳化钒的微细结构 92
5.2.1 碳化钒的内部结构 92
5.2.2 碳化钒的成分分析 93
5.3 碳化钒和基体界面 94
5.4 结论 95
参考文献 96
第6章 变质处理对高钒高速钢中碳化钒的影响 97
6.1 变质处理在现实铸造合金中的运用 97
6.1.1 变质处理的优点 97
6.1.2 本章主要研究内容 98
6.2 试验方法 99
6.2.1 高钒高速钢成分设计 99
6.2.2 熔炼工艺 100
6.2.3 变质剂的选用 100
6.2.4 试样浇铸方案 100
6.2.5 金相组织与相的检测方法 102
6.3 变质处理对高钒高速钢中碳化物形态的影响 102
6.3.1 试验条件及方法 102
6.3.2 钾盐复合变质处理实验结果 103
6.3.3 稀土复合变质处理实验结果 108
6.4 遗传性对高钒高速钢中碳化物结晶形态的影响 112
6.4.1 金属遗传性概念的提出 112
6.4.2 试验方法 114
6.4.3 试验结果与分析 114
6.4.4 结论 119
6.5 高钒高速钢中碳化物结晶过程与变质机理研究 119
6.5.1 铸造合金相的分类及生长过程特点 119
6.5.2 铸造合金初生晶相的变质机理学说 121
6.5.3 表面能与界面能对初生晶相形态的影响 123
6.5.4 不同变质剂的作用及变质处理对碳化钒形态的影响 123
6.5.5 几点建议 125
6.6 结论 125
参考文献 126
第7章 高钒高速钢连续冷却转变（CCT）曲线 127
7.1 连续冷却过程中的热膨胀曲线 127
7.2 连续冷却转变组织 128
7.3 显微硬度 131
7.4 连续冷却过程中的相转变 132
7.5 连续冷却转变（CCT）曲线 132
7.6 结论 133
第8章 高钒高速钢热处理工艺 134
8.1 热处理工艺设计 134
8.2 显微组织 134
8.3 热处理对高钒高速钢中残余奥氏体量的影响 135
8.3.1 残余奥氏体量测量 135
8.3.2 试验结果与分析 136
8.4 力学性能 138
8.5 人工神经网络在高钒高速钢热处理中的应用 140
8.5.1 残余奥氏体量模型 140
8.5.2 硬度模型 141
8.5.3 冲击韧性 143
8.5.4 小结 144
8.6 高钒高速钢的高温硬度 145
8.6.1 试验方法 145
8.6.2 热处理工艺 145
8.6.3 结论 146
参考文献 146
第9章 高钒高速钢的滚动磨损性能 147
9.1 碳含量对高钒高速钢磨损性能的影响 147
9.1.1 试验材料及方法 147
9.1.2 试验结果与分析 148
9.1.3 结论 151
9.2 基于BP神经网络的高钒高速钢滚动磨损模型 151
9.2.1 神经网络模型构建 151
9.2.2 网络训练及测试 151
9.2.3 磨损性能预测 153
9.3 高钒高速钢滚动磨损的多次回归模型 154
9.3.1 基体中碳含量 154
9.3.2 磨损量与滚动磨损循环次数的一元方程 155
9.3.3 关于循环次数和基体中碳含量的二元磨损量方程模型 156
9.3.4 结果预测 157
9.4 高钒高速钢与高铬铸铁的滚动疲劳磨损性能对比 159
9.4.1 高钒高速钢与高铬铸铁试样的选择与方法 159
9.4.2 力学性能及磨损性能 161
9.4.3 磨损试样的显微组织 162
9.4.4 位错理论解释 163
9.4.5 高钒高速钢耐磨性的理论分析 164
9.5 残余奥氏体量对高钒高速钢滚动磨损性能的影响 166
9.5.1 试验材料及方法 167
9.5.2 试验结果与分析 168
9.5.3 小结 171
9.6 本章结论 172
参考文献 172
第10章 高钒高速钢滑动磨损性能研究 173
10.1 碳含量对高钒高速钢组织及滑动磨损性能的影响 173
10.1.1 试验条件及方法 173
10.1.2 试验结果与分析 174
10.1.3 讨论 178
10.1.4 小结 179
10.2 高钒高速钢、高铬铸铁滑动磨损性能研究 179
10.2.1 试验材料及试验过程 179
10.2.2 试验结果与分析 180
10.2.3 讨论 182
10.2.4 小结 182
10.3 结论 182
参考文献 183
第11章 高钒高速钢的滚滑动磨损性能 184
11.1 碳含量与滑动率对高钒高速钢滚滑动摩擦磨损性能的影响 184
11.1.1 试验材料及方法 184
11.1.2 试验结果与分析 186
11.2 高钒高速钢与高铬铸铁滚滑动磨损性能对比 194
11.2.1 试验材料及方法 194
11.2.2 试验结果与分析 194
11.3 本章结论 196
参考文献 197
第12章 高钒高速钢的磨粒磨损性能 198
12.1 碳含量对高钒高速钢磨粒磨损性能的影响 198
12.1.1 试验材料及方法 198
12.1.2 试验结果与分析 198
12.2 残余奥氏体量及力学性能对高钒高速钢磨粒磨损性能的影响 199
12.2.1 试验材料及方法 200
12.2.2 试验结果与分析 201
12.3 本章结论 205
参考文献 206
第13章 高钒高速钢的冲击磨损性能 207
13.1 高钒高速钢冲击磨损性能的研究内容 207
13.2 试验方法 208
13.2.1 试样制备 208
13.2.2 力学性能测试 208
13.2.3 显微组织分析 208
13.2.4 冲击磨损试验 208
13.2.5 冲击磨损试验机的试用 211
13.3 碳含量对冲击磨损性能与机理的影响 212
13.3.1 试验条件 212
13.3.2 试验结果与分析 213
13.3.3 讨论 217
13.3.4 小结 218
13.4 热处理工艺对冲击磨损性能的影响 218
13.4.1 试验条件 219
13.4.2 试验结果与分析 219
13.4.3 小结 221
13.5 高钒高速钢与高铬铸铁、高锰钢比较研究 221
13.5.1 试验条件 222
13.5.2 试验结果与分析 222
13.5.3 磨面分析 224
13.5.4 正切面分析 225
13.5.5 讨论 226
13.5.6 小结 228
13.6 冲击过程中的组织损伤演化分析 228
13.6.1 冲击磨损模型 228
13.6.2 损伤演化分析 230
13.6.3 小结 231
13.7 结论 231
参考文献 232
第14章 高钒高速钢抗酸腐蚀性能 233
14.1 高钒高速钢抗酸腐蚀性能的研究内容 233
14.2 试验方法 233
14.2.1 化学成分 233
14.2.2 试样的制备 234
14.2.3 力学性能的测试方法 234
14.2.4 腐蚀性能测试方法 235
14.2.5 显微组织分析 236
14.3 试验结果及分析 236
14.3.1 显微组织 236
14.3.2 高钒高速钢的力学性能 238
14.3.3 腐蚀性能 238
14.3.4 腐蚀表面观察 241
14.3.5 腐蚀亚表层观察 247
14.3.6 分析与讨论 249
14.3.7 结论 251
参考文献 252
第15章 高钒高速钢的高温抗氧化性能 253
15.1 高钒高速钢高温抗氧化性能研究的意义 253
15.1.1 金属的高温氧化 253
15.1.2 本章研究的主要内容 254
15.2 试验方法 255
15.2.1 试样化学成分 255
15.2.2 试样的制备 255
15.2.3 抗氧化测试方法 255
15.2.4 显微组织分析 256
15.3 试验结果及分析 256
15.3.1 氧化性能测试 256
15.3.2 高温氧化动力学分析 258
15.3.3 高钒高速钢组织分析 260
15.3.4 氧化表层观察 261
15.3.5 氧化表层的能谱分析 264
15.3.6 氧化亚表层分析 268
15.3.7 高钒高速钢氧化产物的X射线分析 270
15.3.8 高温氧化机理分析 270
15.3.9 结论 272
参考文献 273
第16章 高钒高速钢在水泥行业中的应用 274
16.1 高钒高速钢在水泥行业的典型应用情况 274
16.2 高钒高速钢锤头的研制及使用 276
16.2.1 材料 277
16.2.2 冶炼、铸造工艺及热处理工艺 278
16.2.3 工业试验 280
16.2.4 结论 280
16.3 高钒高速钢／碳钢双金属复合锤头铸造工艺的改进 280
16.3.1 研制条件 280
16.3.2 研制结果与分析 282
16.3.3 结论 284
16.4 高钒高速钢复合磨辊在辊式破碎机上的应用 284
16.4.1 磨辊材料的选择 285
16.4.2 复合磨辊的生产工艺要点 285
16.4.3 高钒高耐磨合金复合磨辊的金相组织与力学性能 287
16.4.4 磨辊的耐磨性 288
16.4.5 结论 290
参考文献 290
第17章 高钒高速钢在轧钢行业的应用 291
17.1 高钒高速钢的应用情况 291
17.2 高钒高速钢复合轧辊的制备与性能 292
17.2.1 铸造复合轧辊的方法及技术经济性能比较 292
17.2.2 高钒高速钢复合轧辊的化学成分 293
17.2.3 高钒高速钢的磨损机理 294
17.2.4 合金元素对高钒高速钢耐磨性的影响 294
17.2.5 小结 295
17.3 半连续铸造高钒高速钢电磁复合轧辊 295
17.3.1 化学成分 295
17.3.2 电磁复合铸造轧辊试验装置的设计 295
17.3.3 电磁复合铸造轧辊工艺研究 296
17.3.4 电磁复合铸造轧辊界面结合机理 298
17.3.5 生产试验 298
17.3.6 小结 298
17.4 电磁复合铸造高铬铸铁／45＃钢轧辊界面的组织与性能 299
17.4.1 试验方法 299
17.4.2 试验结果及分析 301
17.4.3 结论 305
参考文献 306