【摘要】：M50鋼作為高溫軸承鋼,具有較好的高溫硬度,高溫基礎疲勞性能和高溫尺寸穩(wěn)定性。其傳統的熱處理工藝為一次淬火和多次高溫回火,由于合金元素高,殘余奧氏體不能被完全消除,后續(xù)殘余奧氏體的轉變導致尺寸穩(wěn)定性變差。Speer提出的Q-P工藝能夠使C元素從馬氏體中擴散到殘余奧氏體中使其穩(wěn)定。鑒于M50鋼中Cr、Mo、V元素均為強碳化物形成元素,直接采取Q-P工藝碳化物的析出會對C元素造成強烈競爭關系。本文首先進行一次回火處理,促進碳化物析出的同時還能夠使殘余奧氏體進行分解,形成新鮮的馬氏體。再通過碳分配處理,使新鮮馬氏體中的C元素擴散到殘余奧氏體使其穩(wěn)定,稱之為Q-T-P工藝。研究了一次回火后M50鋼的組織形貌,以及碳分配過程對殘余奧氏體、碳化物的影響及對硬度、韌性的影響。對一次回火后的M50鋼進行研究,發(fā)現其殘余奧氏體含量由淬火態(tài)的18.24%降低為1.32%。板條狀和孿晶馬氏體共同存在,回火使得殘余奧氏體分解為馬氏體和滲碳體共存的上貝氏體。碳化物形態(tài)有塊狀,球狀和針狀,XRD分析表明碳化物主要有MC和M2C兩種類型。碳分配處理中殘余奧氏體含量隨著溫度的升高而減少,碳分配完成的速度隨溫度的升高而加快,同一溫度碳分配時,殘余奧氏體含量隨著碳分配時間的增加而減少,但會在某一時間點出現殘余奧氏體含量的第二次升高,并且此時間點隨著碳分配溫度的升高而提前。碳分配后碳化物的類型仍舊為MC型和M2C型,但M2C型碳化物含量有所升高,隨著碳分配溫度的升高和保溫時間的延長,碳化物的總含量升高。對進行碳分配處理后的M50鋼分別進行硬度、沖擊韌性和斷裂韌性的測試。發(fā)現M50鋼經過不同溫度和時間的碳分配后,硬度變化不大。直接一次回火的M50鋼沖擊功為11.68 J,在250℃下進行碳分配時,保溫20 min時得到最高的沖擊功,為17.42J,較一次回火的試樣提升了49%。在300℃碳分配時保溫20 min得到最高的沖擊功,為16.72J,較一次回火提高了43%。350℃和400℃溫度下碳分配時沖擊功提升幅度不大。一次回火和碳分配后的沖擊斷口形貌均為典型的脆性斷裂。250℃、20 min碳分配和300℃、20 min碳分配處理后的斷口纖維區(qū)厚度方向連續(xù)存在,韌窩分布均勻。350℃、20 min和400℃、20 min碳分配處理后的纖維區(qū)不連續(xù),有大塊易碎碳化物的存在。斷口微裂紋處未發(fā)現致脆元素的偏聚。一次回火M50鋼的斷裂韌性為17.79 MPa?m1/2,250℃、20 min碳分配和300℃、20 min碳分配的M50鋼的斷裂韌性分別為18.55 MPa?m1/2和19.20 MPa?m1/2,較一次回火后的試樣斷裂韌性提升不大。
【圖文】：

圖 1-1 微孔聚集性斷裂的裂紋擴展過程[12]變化影響較小，大致規(guī)律可歸納如下，間而置換型固溶元素對斷裂韌性的影響不大端的應力緩和，如位錯型馬氏體的韌性 工藝對 M50 鋼的韌性的影響，文章主要對晶粒大小影響很小，所以，本文會主的影響，此外，該鋼中的合金元素較高行碳分配后，殘余奧氏體變得穩(wěn)定，殘究的一部分�，F狀基礎的碳原子高溫時的擴散很容易被人們所和替換行為導致晶體從面心立方結構到

圖 1-2 一定溫度下 Fe-C 元素 Gibbs 自由能-成分圖[14]a) 平衡條件；b) CCE 模型CCE 模型的熱力學參數可以從已經發(fā)表的文獻中得到，Lobo 和 Geiger 的研究[19]，以石墨為標準態(tài)來確定碳在鐵素體和奧氏體中的活度，見式（1-5）。RTlnΓCαγ=76789-43.8T-(169105-120.4T)XCγ（1-5）
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TG142.1;TG161

【參考文獻】

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本文編號：2542162