發(fā)布時(shí)間：2017-11-01 09:09

  本文關(guān)鍵詞：一種Q-P-T熱處理的新工藝研究

  更多相關(guān)文章： 先進(jìn)高強(qiáng)度鋼 熱變形 淬火-分配-回火工藝 強(qiáng)塑積 顯微組織 力學(xué)性能

【摘要】：從保護(hù)環(huán)境,節(jié)約能源角度來看,國家需要大力研發(fā)低成本且高強(qiáng)塑性的第三代先進(jìn)高強(qiáng)鋼,以此來實(shí)現(xiàn)汽車用鋼的輕量化。本文根據(jù)徐祖耀院士提出了通過淬火-碳分配-回火(Q-P-T)熱處理工藝,結(jié)合熱變形技術(shù),提出經(jīng)過熱變形、馬氏體相變和碳分配的設(shè)計(jì)思想。本文設(shè)計(jì)的中碳鋼的成分為0.41C-0.24Si-0.58Mn-0.88Cr-0.014Ni(wt.%),經(jīng)過熱處理過程,來研究實(shí)驗(yàn)鋼的力學(xué)性能,利用掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)、X射線衍射(XRD)和力學(xué)性能測試方法,來測定實(shí)驗(yàn)鋼的顯微組織與力學(xué)性能。本文的主要研究內(nèi)容和研究成果如下:(1)設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)鋼的成分為Fe-0.41C-0.24Si-0.58Mn-0.88Cr-0.014Ni(wt.%),結(jié)合熱變形、相變和碳分配熱處理思想,試驗(yàn)工藝為:將實(shí)驗(yàn)鋼加熱到奧氏體區(qū)保溫使組織變得均勻,然后進(jìn)行熱變形產(chǎn)生動態(tài)再結(jié)晶產(chǎn)生晶粒細(xì)化。然后快速淬火到Ms和Mf之間某一溫度,再進(jìn)行回火處理使得馬氏體中的碳充分?jǐn)U散到殘余奧氏體中,得到富碳?xì)堄鄪W氏體。(2)熱變形下,Q-P-T熱處理得到的鋼的顯微組織為板條馬氏體組織和殘余奧氏體。當(dāng)回火時(shí)間較長時(shí),組織中的殘余奧氏體會發(fā)生分解得到ε-碳化物和滲碳體。經(jīng)過XRD測試,經(jīng)過變形的Q-P-T鋼中可以得到更多的殘余奧氏體,同時(shí)殘余奧氏體的存在有效的阻礙了裂紋擴(kuò)展,提高鋼的塑性。(3)通過力學(xué)性能的測試,在300℃淬火,400℃回火/30s得到的強(qiáng)塑積最大達(dá)到27.15GPa%,這些力學(xué)性能滿足了第三代先進(jìn)高強(qiáng)度鋼的要求。熱變形+Q-P-T熱處理得到的組織為板條馬氏體和殘余奧氏體,這種復(fù)相組織的存在,既保證了鋼擁有高的強(qiáng)度,又保證了好的塑性。殘余奧氏體在變形過程中會產(chǎn)生相變誘發(fā)塑性效應(yīng)和殘余奧氏體阻礙裂紋擴(kuò)展效應(yīng),這兩個(gè)效應(yīng)的存在保證了鋼具有優(yōu)良的塑性。本文中的實(shí)驗(yàn)鋼經(jīng)過熱變形后再在不同Q-P-T條件下進(jìn)行熱處理,實(shí)驗(yàn)鋼的力學(xué)性能得到了很大提高,相較于傳統(tǒng)的熱處理工藝,這種熱處理工藝拓寬了鋼的適用范圍。
【關(guān)鍵詞】：先進(jìn)高強(qiáng)度鋼 熱變形 淬火-分配-回火工藝 強(qiáng)塑積 顯微組織 力學(xué)性能
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG161
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 課題背景及意義10-12
• 1.2 先進(jìn)高強(qiáng)鋼的發(fā)展歷史與研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 雙相鋼13
• 1.2.2 相變誘發(fā)塑性(TRIP)鋼13
• 1.2.3 馬氏體鋼13
• 1.2.4 孿晶誘發(fā)塑性(TWIP)鋼13-14
• 1.2.5 Q&P鋼14-15
• 1.3 Q-P-T鋼的研究現(xiàn)狀15-17
• 1.4 鋼的強(qiáng)化機(jī)制17-18
• 1.5 本文研究內(nèi)容18-20
• 第2章 實(shí)驗(yàn)方案20-30
• 2.1 實(shí)驗(yàn)鋼的成分設(shè)計(jì)20-21
• 2.2 實(shí)驗(yàn)鋼的組織設(shè)計(jì)21
• 2.3 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>21-22
• 2.4 熱模擬實(shí)驗(yàn)22-28
• 2.4.1 實(shí)驗(yàn)鋼相變點(diǎn)的測定22-23
• 2.4.2 熱變形+Q-P-T熱處理參數(shù)的確定23-28
• 2.5 顯微組織觀察28
• 2.6 殘余奧氏體的測定28
• 2.7 機(jī)械性能的測定28-29
• 2.8 本章小結(jié)29-30
• 第3章 Q-P-T熱處理鋼的微觀組織分析30-47
• 3.1 動態(tài)再結(jié)晶30-32
• 3.2 熱變形后Q-P-T熱處理實(shí)驗(yàn)過程32-34
• 3.3 不同熱處理?xiàng)l件下的顯微組織34-46
• 3.3.1 不同淬火溫度下的顯微組織34-39
• 3.3.2 不同回火/碳分配時(shí)間下的顯微組織39-44
• 3.3.3 一步法Q&P熱處理微觀組織44-45
• 3.3.4 無變形Q-P-T鋼的微觀組織45-46
• 3.4 本章小結(jié)46-47
• 第4章Q-P-T熱處理鋼的力學(xué)性能分析47-54
• 4.1 不同淬火溫度下的力學(xué)性能47-49
• 4.2 不同回火/碳分配時(shí)間下的力學(xué)性能49-51
• 4.3 一步法Q&P熱處理的鋼的力學(xué)性能51-52
• 4.4 無變形Q-P-T鋼的力學(xué)性能52
• 4.5 本章小結(jié)52-54
• 第5章Q-P-T鋼的強(qiáng)韌化機(jī)理研究54-61
• 5.1 細(xì)晶強(qiáng)化對Q-P-T鋼的影響54-56
• 5.2 殘余奧氏體對鋼的影響56-59
• 5.2.1 Q-P-T鋼中殘余奧氏體的含量56-58
• 5.2.2 殘余奧氏體對鋼塑性的影響58-59
• 5.3 相變強(qiáng)化對鋼的影響59
• 5.4 本章小結(jié)59-61
• 結(jié)論61-63
• 參考文獻(xiàn)63-67
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果67-68
• 致謝68-69
• 作者簡介69

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1126147