机械工程学报

作者：尚勇, 贾希贝, 孙靖东, 姜海峰, 李光, 孙朝阳

单位：1. 北京科技大学机械工程学院 北京 100083;2. 中铁工程装备集团隧道设备制造有限公司 新乡 453000;3. 上海航天设备制造总厂有限公司 上海 200245;4. 中铁工程装备集团盾构制造有限公司 郑州 450016

关键词：TBM刀圈材料,7Cr5Mo2MnVSi钢,回火工艺,硬度预测模型；

基金：国家重点研发计划(2022YFE0123700)和国家自然科学基金(U22A20186，52161145407，52275305)资助项目。

7Cr5Mo2MnVSi钢的回火过程存在二次硬化效应，使其具有较高的回火硬度，已成为新型耐磨滚刀刀圈材料之一。然而，传统的回火硬度模型无法准确预测7Cr5Mo2MnVSi钢的二次硬化硬度。为建立适用于7Cr5Mo2MnVSi钢回火硬度的预测模型，基于回火动力学模型与Orowan颗粒硬化机制，提出了考虑7Cr5Mo2MnVSi钢马氏体回复软化效应和碳化物析出强化效应对硬度影响的回火硬度模型，并通过7Cr5Mo2MnVSi钢不同回火工艺试验进行了验证。回火硬度模型的预测分析表明，碳化物颗粒尺寸显著影响7Cr5Mo2MnVSi钢的回火硬度，回火温度低于400℃时，碳化物颗粒尺寸基本不变，7Cr5Mo2MnVSi钢回火硬度由马氏体回复软化效应主导；回火温度在400～580℃时，碳化物颗粒尺寸随回火温度的升高先减小后增大，在520℃附近出现二次硬化硬度峰值62.2 HRC，与试验结果一致。本文模型和传统模型的预测结果与7Cr5Mo2MnVSi钢不同回火工艺试验结果的相关性分别为0.98和0.45，相较于传统模型，本文模型可以准确预测7Cr5Mo2MnVSi钢的回火二次硬化硬度。

来源：2025年第12期

《机械工程学报》期刊编辑部

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