本課題的研究對象是用于生產(chǎn)熱水器內(nèi)膽的釉化用鋼,由于其在使用過程中需要承受一定的壓力,因此對釉化用鋼的屈服強度有一定的要求。在實際釉化燒結時,釉化用鋼由于晶粒長大、相變、元素擴散等行為導致力學性能也會相應地發(fā)生變化。合金成分和熱軋工藝對釉化用鋼軋制態(tài)和釉化燒結后的性能產(chǎn)生重要影響,因此研究合金成分和熱軋工藝對釉化用鋼組織性能的影響具有重要意義。本文主要采用實驗的方法,對不同成分和軋制工藝的釉化用鋼進行了深入研究,分析討論了合金成分Mn和Si以及動態(tài)形變誘導鐵素體相變(DSIT)工藝對釉化用鋼燒結前后的力學性能和顯微組織的影響,為進一步優(yōu)化合金成分和軋制工藝提供指導。主要的研究結果如下:通過對不同Mn、Si成分的釉化用鋼的力學性能和顯微組織的對比發(fā)現(xiàn),釉化用鋼釉化燒結前后的力學性能和顯微組織隨Mn/Si比的變化而存在一定的規(guī)律。隨著Mn/Si比從5降至1.6,鋼板軋制態(tài)的屈服強度逐漸增加,增加了140MPa左右,并且在拉伸曲線上從無屈服平臺逐漸出現(xiàn)明顯的屈服平臺。Mn/Si比較大時,軋制態(tài)顯微組織中的第二相比較粗大且C含量較高;而Mn/Si比較小時,第二相組織比較細小且C含量較低,這可能是隨Mn/Si比降低,軋制態(tài)屈服強度逐漸增大、拉伸曲線上從無屈服平臺逐漸出現(xiàn)明顯屈服平臺的原因。經(jīng)過815~871~oC熱處理后,隨著Mn/Si降低,鋼板熱處理后的屈服強度先增加然后降低,在Mn/Si比為2.4時,鋼板熱處理后的強度達到了最大值,在400MPa左右。通過Gleeble熱模擬試驗模擬動態(tài)形變誘導相變工藝發(fā)現(xiàn),變形溫度和應變速率對變形組織和變形過程中的應力-應變曲線影響較大。當變形溫度相同時,應變速率越大,組織中出現(xiàn)細小的形變誘導鐵素體晶粒越多,晶粒尺寸分布越不均勻,試樣在壓縮過程中所受的應力隨應變速率增大而增加。在應變速率相同時,當壓縮溫度為860~oC時,局部存在粗大的鐵素體晶粒,在其周圍分布著非常細小的鐵素體晶粒。而在壓縮溫度為910~oC時,鐵素體晶粒相較原始態(tài)晶粒細小,相較于壓縮溫度為860~oC的樣品組織,晶粒尺寸分布比較均勻。并且試樣在壓縮過程中所受的應力隨變形溫度升高而增加。在實際軋制過程中,發(fā)現(xiàn)最后一道次的DSIT工藝效果并不明顯,第四和第五道次的DSIT工藝效果比較顯著。
【學位單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TG142.1;TG335.11;TS914.252
【部分圖文】：

膨脹法來測 CCT 曲線的，利用鋼在相變時發(fā)生膨變溫度。當材料在加熱或冷卻過程中發(fā)生相變時，同的比容和膨脹系數(shù)，則由于相變引起的體積效應脹量與溫度間的關系，從而可以根據(jù)熱膨脹曲線上度，見圖 1-1。根據(jù)膨脹量—溫度曲線確定不同冷種冷卻速度下的硬度值，繪制 CCT 曲線，見圖 1圖 1-1 膨脹量—溫度曲線0 200 400 600 800 1000 1200-50050100150Dilatometer(um)Temperature/oCAC1-738oCAC3-980oCAr3-900oCAr1-670oC

實驗路線如圖2-1 所示。圖 2-1 實驗路線2.2 實驗材料與設備2.2.1 實驗材料本課題所研究的材料為低碳低合金熱軋鋼板，具體化學成分如表 2.1 所示，其中 1~4#鋼板用于合金成分研究，5~17#鋼板用于熱軋工藝的研究。表 2.1 實驗用鋼的主要合金成分 (wt.%)編號 C Si Mn P Al Cu Ti Mn/Si1# 0.068 0.32 1.54 0.081 0.035 0.14 0.021 52# 0.068 0.30 1.19 0.082 0.035 0.14 0.022 43# 0.066 0.49 1.21 0.084 0.034 0.16 0.021 2.44# 0.070 0.50 0.83 0.080 0.033 0.15 0.021 1.65#,8~13# 0.070 0.49 0.62 0.082 0.035 0.15 0.020 -屈服強度、抗拉強度、斷后伸長率顯微組織分析（OM、SEM、TEM）晶粒度析出相位錯力學性能測試相組成不同熱處理工藝不同成分，相同熱軋工藝軋制Gleeble 熱模擬模擬不同 DSIT工藝熱力學計算平衡態(tài)相分數(shù)、相轉變溫度合金成分研究熱軋工藝研究相同成分，不同熱軋工藝軋制

保持穩(wěn)態(tài)平衡溫度。加熱采用高導熱性的夾具夾持試樣，使得試樣可以得到冷卻，冷卻速率最高達到 10000℃/s。Gleeble 3800 機械系統(tǒng)，是一整的、完全升級的液壓伺服系統(tǒng)，在壓縮試驗中能夠施加高達 20t 的靜，在拉伸試驗中達到 10t。最大位移速率可達 2000mm/s。機械系統(tǒng)允許人員在任意給出的測試程序中更改控制模式。這為模擬各種熱-機械過程了實現(xiàn)的可能性。程序可以在測試中任何時間和需要的時候切換控制變可用的控制模式包括：位移、力、各種變形量、真應力、真應變、工程和工程應變。Gleeble 3800 的核心部分是系統(tǒng) 3 數(shù)字控制系統(tǒng)。它提供了需要的信號，通過數(shù)字閉環(huán)式加熱和機械伺服系統(tǒng)，同時控制加熱和機試的變量。在材料測試時，Gleeble 3800 提供了最大程度的方便性，可以由計算機進行控制，或者完全由手動進行控制，也可以由計算機控制和控制聯(lián)合進行控制。Gleeble 3800 在計算機控制環(huán)境下，由基于 Window作站和控制柜中強大的工控機組成。Windows 工作站提供了一個靈活的標準多任務圖形用戶界面，用來制作模擬程序并分析產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，以及報告和演示。

【參考文獻】

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本文編號：2819456