AerMet100鋼熱變形行為及形變熱處理工藝研究
發(fā)布時間:2017-06-24 16:21
本文關鍵詞:AerMet100鋼熱變形行為及形變熱處理工藝研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:AerMet100鋼是一種二次硬化超高強度鋼。本文主要針對此鋼的熱變形行為及回火過程對的組織演變及強韌性能的影響進行研究,通過引入形變時效、預時效、雙時效等新工藝深入探討其組織演變機理并優(yōu)化材料的綜合力學性能。通過適當?shù)念A時效+正常時效處理后獲得了較佳的強度與韌性。采用Gleeble-3500熱模擬實驗機對AerMet100鋼進行熱壓縮試驗,研究其在變形溫度為850~1150℃和應變速率為0.01~10s-1條件下的的動態(tài)再結晶行為。結果表明:變形溫度的升高與應變速率的降低有利于發(fā)生動態(tài)再結晶。通過對實驗數(shù)據(jù)回歸分析,得到變形激活能Q為402 kJ/mol,同時建立了高溫變形本構關系,動態(tài)再結晶臨界應變模型、動態(tài)再結晶體積分數(shù)模型及晶粒尺寸模型。利用所建立模型對動態(tài)再結晶行為進行預測,得到變形溫度的下降及應變速率的增加會推遲動態(tài)再結晶發(fā)生的規(guī)律與實際情況一致。對AerMet100鋼進行熱變形及形變時效試驗。分析了形變時效工藝對馬氏體組織及硬度的影響。結果表明:隨形變時效溫度升高,馬氏體板條尺寸增大,硬度下降。510℃時的組織長大趨勢被阻礙且硬度有所回升,這是由于發(fā)生了形變誘導析出,彌散的合金析出相釘扎了位錯并阻礙了馬氏體組織的生長。形變時效過程中發(fā)生析出行為的溫度范圍在510℃附近,保溫時間不應長于180s。對鍛后AerMet100鋼進行多種工藝的回火試驗,研究了不同工藝參數(shù)及時效過程對組織及力學性能的影響。460~510℃范圍內正常時效,隨著時效溫度的升高馬氏體板條尺寸先減小后增大,強度與硬度均先增大后減小,而沖擊韌性隨溫度升高持續(xù)增大。在480℃時效后的組織最細小,硬度與抗拉強度均達到峰值。預時效+正常時效(510℃×30min,+482℃×5h)處理可以獲得優(yōu)良的強韌性能,其抗拉強度為1946MPa,沖擊功為104J。其原因是由于預時效過程中510℃高溫促進了間隙C原子向馬氏體板條邊界擴散,使膜狀A_R的含量增加,另外由于時效溫度的升高,使Co、Ni原子在M板條邊界富集,提高了膜狀A_R的穩(wěn)定性,改善了韌性。而30min的高溫保溫時間不至于使析出相M_2C長大并與基體脫離共格關系,析出強化作用并未減弱。
【關鍵詞】:二次硬化鋼 熱變形 形變時效 預時效 力學性能
【學位授予單位】:南昌航空大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2016
【分類號】:TG142.1;TG161
【目錄】:
- 摘要3-4
- Abstract4-9
- 第1章 緒論9-20
- 1.1 研究目的與意義9-10
- 1.2 AerMet100鋼的概述10-13
- 1.2.1 AerMet100鋼的合金化特點10-11
- 1.2.2 AerMet100鋼的強韌化機理11-13
- 1.3 金屬熱變形行為研究13-16
- 1.3.1 金屬熱變形的軟化機制14-15
- 1.3.2 動態(tài)再結晶過程的影響因素15-16
- 1.4 形變時效機理分析16-18
- 1.4.1 弛豫-析出控制相變(RPC)技術16-17
- 1.4.2 弛豫過程的析出行為17-18
- 1.4.3 形變時效工藝簡述18
- 1.5 本文研究內容及意義18-20
- 第2章 實驗材料及研究方法20-26
- 2.1 實驗材料20
- 2.2 熱變形實驗方案20-24
- 2.2.1 AerMet100鋼形變時效實驗方案20-22
- 2.2.2 AerMet100鋼熱壓縮實驗方案22-23
- 2.2.3 AerMet100鋼熱處理工藝方案23-24
- 2.3 分析測試方法24-26
- 2.3.1 顯微組織分析24
- 2.3.2 力學性能分析與測試24-26
- 第3章 AerMet100鋼熱變形行為及本構關系26-33
- 3.1 引言26
- 3.2 AerMet100鋼熱變形真應力-應變曲線26-27
- 3.3 AerMet100鋼高溫變形本構關系27-32
- 3.4 本章小結32-33
- 第4章 AerMet100鋼動態(tài)再結晶行為研究33-46
- 4.1 引言33
- 4.2 動態(tài)再結晶的臨界條件33-37
- 4.3 動態(tài)再結晶模型的建立37-42
- 4.3.1 動態(tài)再結晶臨界應變模型37-38
- 4.3.2 動態(tài)再結晶體積分數(shù)模型38-41
- 4.3.3 動態(tài)再結晶晶粒尺寸模型41-42
- 4.4 變形條件對動態(tài)再結晶的影響42-45
- 4.4.1 變形條件對AerMet100鋼熱變形后顯微組織的影響42-44
- 4.4.2 變形條件對動態(tài)再結晶行為的影響44-45
- 4.5 本章小結45-46
- 第5章 AerMet100鋼形變時效工藝探索46-51
- 5.1 引言46
- 5.2 形變時效工藝對AerMet100鋼顯微組織的影響46-49
- 5.2.1 形變時效溫度對AerMet100鋼顯微組織的影響46-48
- 5.2.2 形變時效保溫時間對AerMet100鋼顯微組織的影響48-49
- 5.3 形變時效工藝對AerMet100鋼硬度的影響49-50
- 5.4 本章小結50-51
- 第6章 鍛后AerMet100鋼的時效工藝研究51-63
- 6.1 引言51
- 6.2 時效溫度對鍛后AerMet100鋼顯微組織及力學性能的影響51-54
- 6.2.1 不同時效溫度對鍛后AerMet100鋼的顯微組織影響51-52
- 6.2.2 不同時效溫度對鍛后AerMet100鋼的硬度影響52-53
- 6.2.3 不同時效溫度對鍛后AerMet100鋼的力學性能的影響53-54
- 6.3 多種時效工藝對AerMet100鋼組織及力學性能的影響54-58
- 6.3.1 多種時效工藝對AerMet100鋼的顯微組織影響54-55
- 6.3.2 多種時效工藝對AerMet100鋼的力學性能影響55-56
- 6.3.3 多種時效工藝下AerMet100鋼的沖擊斷口形貌56-58
- 6.3.4 多種時效工藝下AerMet100鋼的奧氏體含量58
- 6.4 預時效工藝的強韌化機理分析58-61
- 6.4.1 預時效對逆轉變奧氏體的影響58-60
- 6.4.2 預時效對析出相的影響60-61
- 6.5 本章小結61-63
- 第7章 結論與展望63-66
- 7.1 結論63-64
- 7.2 展望64-66
- 參考文獻66-70
- 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文70-71
- 致謝71-72
【相似文獻】
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1 臧爾壽;張厚君;;鈮對共析軌鋼動態(tài)再結晶的影響[J];物理測試;1990年01期
2 張鴻冰,張斌,柳建韜;鋼中動態(tài)再結晶力學測定及其數(shù)學模型[J];上海交通大學學報;2003年07期
3 李龍飛,楊王s,
本文編號:478789
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