本文關(guān)鍵詞：高碳高硅鑄鋼等溫淬火工藝及組織性能研究

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【摘要】：近年來,為了滿足工業(yè)生產(chǎn)對材料強度、韌性等的要求,國內(nèi)外專家不斷探索和開發(fā)新型的高強鋼。二十一世紀初,Bhadeshia教授在低溫淬火試驗中獲得的貝氏體組織具有良好的強韌性配合,進而低溫貝氏體鋼的研究受到重視。本文設(shè)計合適的等溫淬火工藝使高硅高碳鋼能夠進行低溫貝氏體轉(zhuǎn)變。所選用的試驗用鋼中Si的含量為0.75,這是利用Si元素能夠強烈抑制滲碳體的析出。本研究對75Si2Mnl.5CrB鑄鋼進行不同工藝參數(shù)下的等溫淬火,以期為優(yōu)化熱處理工藝提供理論依據(jù)。目前關(guān)于低溫貝氏體的研究較少,特別是低溫貝氏體的沖擊韌性和耐磨性的認識。本課題的研究,旨在拓展貝氏體相變理論,豐富高硅高碳鑄鋼的強化途徑,為貝氏體鋼的實際生產(chǎn)應(yīng)用提供一定的理論依據(jù)。本文對75Si2Mnl.5CrB岡經(jīng)過不同淬火工藝后獲得的微觀組織進行觀察及力學(xué)性能的研究。高碳高硅鑄鋼在較低溫度下等溫淬火可以發(fā)生貝氏體轉(zhuǎn)變,獲得亞納米級貝氏體。組織中的板條狀貝氏體鐵素體、少量馬氏體和殘余奧氏體決定了試樣具有超高強度及良好的韌性,然而很少關(guān)于低溫貝氏體研究的報告。因此,本研究對75Si2Mnl.5CrB鑄鋼進行不同等溫淬火工藝參數(shù)的熱處理,以期為優(yōu)化熱處理工藝提供理論依據(jù)。實驗過程中,首先對實驗需要鋼的合金成分進行設(shè)計,為了滿足試驗在較低溫度下發(fā)生貝氏體轉(zhuǎn)變,且等溫淬火后材料的綜合機械性能較優(yōu),設(shè)計出了ZG75Si2Mnl.5CrB鋼。首先通過相變點測定,測量出試樣的Ms溫度約為170℃,設(shè)計的熱處理工藝為試樣在920℃奧氏體化30min后,在220℃、240℃、260℃和280℃分別保溫2min、30min、2h及5 h。在金相顯微鏡下觀察到針葉狀的貝氏體鐵素體和亮色的殘余奧氏體,在280℃保溫5h時貝氏體針嚴重粗化；在透射電鏡下能夠更為清晰的觀察貝氏體鐵素體板條,以此推論貝氏體轉(zhuǎn)變的生長中發(fā)生了切變；XRD衍射試驗中能夠利用公式計算出組織中殘余奧氏體含量。等溫淬火后試樣的顯微組織是貝氏體鐵素體、薄膜狀殘余奧氏體及馬氏體,試樣在920℃奧氏體化30 min,在220℃、240℃、260℃和280℃保溫2h后的殘余奧氏體量為3.23%～11.07%,呈現(xiàn)的規(guī)律為隨著等溫淬火溫度的增加,試樣發(fā)生貝氏體轉(zhuǎn)變的速度加快。在力學(xué)性能的試驗中,試樣等溫淬火后,整體試樣的強度和硬度較高,在等溫時間相同時,隨著保溫溫度的增加,試樣的強度和硬度均下降,等溫溫度為240℃時,隨著保溫時間的延長試樣的抗拉強度不斷下降,而其硬度整體表現(xiàn)為下降,但中間有小幅的上升。在干磨損實驗中淬火工藝為等溫溫度為260℃,等溫時間為30mmin,試樣的的耐磨性相對較好,在摩擦磨損系數(shù)的測量中等溫溫度為260℃,等溫時間為30min,載荷為20N時,試樣的磨損系數(shù)最小為0.3542。
【關(guān)鍵詞】：高碳高硅鑄鋼 低溫貝氏體 貝氏體鐵素體 殘余奧氏體 等溫淬火
【學(xué)位授予單位】：長春工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG161;TG142.1
【目錄】：

• 摘要2-3
• Abstract3-7
• 第一章 緒論7-20
• 1.1 課題背景7
• 1.2 貝氏體鋼7-11
• 1.2.1 貝氏體的定義7-8
• 1.2.2 貝氏體的分類8-9
• 1.2.3 國內(nèi)外對貝氏體的研究現(xiàn)狀9-11
• 1.3 貝氏體的相變機制11-13
• 1.3.1 切變學(xué)派12
• 1.3.2 擴散學(xué)派12-13
• 1.4 貝氏體的特征13-16
• 1.4.1 貝氏體轉(zhuǎn)變的特點13-14
• 1.4.2 貝氏體鋼的強化14-15
• 1.4.3 貝氏體鋼在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用15-16
• 1.5 低溫貝氏體的發(fā)展現(xiàn)狀16-18
• 1.5.1 低溫貝氏體的組織特征17
• 1.5.2 低溫貝氏體的力學(xué)性能17-18
• 1.6 研究內(nèi)容和意義18-20
• 第二章 實驗材料及方法20-23
• 2.1 本課題的技術(shù)路線20
• 2.2 試驗材料20-23
• 2.2.1 貝氏體鋼合金化原理20-21
• 2.2.2 實驗用鋼成分的設(shè)計21-23
• 第三章 熱處理工藝制定和試驗方法23-26
• 3.1 熱處理工藝制定23-24
• 3.1.1 試驗材料制備23
• 3.1.2 熱處理工藝23-24
• 3.2 顯微組織觀察24
• 3.3 透射組織觀察24-25
• 3.4 物相分析25
• 3.5 力學(xué)性能檢測25
• 3.6 本章小結(jié)25-26
• 第四章 75Si2Mn1.5CrB鋼的低溫貝氏體組織特征及力學(xué)性能26-42
• 4.1 等溫淬火后的相組成分析26-32
• 4.2 等溫淬火后75Si2Mn1.5CrB鋼的顯微組織32-39
• 4.3 等溫淬火后75Si2Mn1.5CrB鋼的力學(xué)性能39-42
• 第五章 高碳高硅鑄鋼試樣的磨損結(jié)果與分析42-48
• 5.1 磨損試驗42-46
• 5.1.1 不同熱處理下試樣的磨損試驗結(jié)果42
• 5.1.2 不同載荷下的磨損試驗結(jié)果42-46
• 5.2 磨損形貌分析46-48
• 第六章 結(jié)論48-49
• 致謝49-50
• 參考文獻50-54
• 作者簡介54
• 攻讀碩士學(xué)位期間研究成果54-55

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號：1126226