發(fā)布時間：2017-08-26 19:54

  本文關鍵詞：高強度緊固件用42CrMo鋼的組織和力學性能研究

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【摘要】：隨著我國高速鐵路的快速發(fā)展,對緊固件用鋼的要求也越來越高,根據國家“十三五”規(guī)劃,我國未來仍將大力發(fā)展高速軌道交通,對高端緊固件的需求量很大,但是我國的緊固件用鋼現在正處于低端產能過剩,高端產能不足的狀態(tài),對緊固件用鋼的研究非常必要。本文選取高強度緊固件用42CrMo鋼作為研究對象,通過向鋼中加入合金元素V、Cr來提升鋼的強度,分析合金元素加入后鋼組織的變化和回火溫度改變對鋼力學性能和組織的影響;通過電渣重熔改善鋼的純凈度,研究鋼中夾雜物對鋼的沖擊韌性的影響;研究重熔后的高強42CrMo鋼連續(xù)冷卻過程中的相變,并制定出合理的熱處理工藝。(1)42CrMo鋼中加入合金元素V后,抗拉強度和屈服強度均有所提高,合金V的含量控制在0.38%時,鋼的力學性能達到最佳,此時鋼的回火溫度應控制在600℃,鋼的組織為回火索氏體,主要析出物為鉻的碳化物和釩的碳化物,這些彌散分布的碳化物影響著鋼的力學性能。(2)42CrMo鋼中加入合金元素Cr的量控制在2.0%時,鋼的力學性能最好,此時鋼的回火溫度應控制在560℃,鋼的組織為回火索氏體,鋼中主要析出物為鉻的碳化物。這些碳化物的分布和尺寸影響著42CrMo鋼的力學性能。(3)通過對42CrMo鋼進行電渣重熔實驗后發(fā)現,電渣重熔能夠很好的降低鋼中夾雜物的數目,尤其是大型夾雜物的數目,實驗所采用的渣系對電渣重熔的結果影響較大,70%CaF2-30%Al2O3渣系的夾雜物去除率要比60%CaF2-20%CaO-20%Al2O3渣系的夾雜物去除率高,兩種渣系對不同種類的夾雜物有著不同的去除效果,60%CaF2-20%CaO-20%Al2O3渣系對氧化鋁類夾雜物去除能力較低,70%CaF2-30%Al2O3渣系對鋼中的氧化鋁類夾雜、硅酸鹽類夾雜和環(huán)狀氧化物夾雜的去除效果明顯,夾雜物尺寸和數目的優(yōu)化能夠有效提升42CrMo鋼的低溫沖擊韌性。(4)通過熱膨脹法繪制了重熔后42CrMo鋼的CCT曲線。實驗得到了42CrMo鋼在不同冷速下的凝固組織,42CrMo鋼冷速為0.1℃/s、0.5℃/s時,42CrMo鋼中組織為鐵素體和珠光體;冷速為1℃/s時,42CrMo鋼中組織主要為貝氏體;冷速為5℃/s、10℃/s時,42CrMo鋼中組織為少量貝氏體和馬氏體。根據高強度42CrMo鋼的連續(xù)冷卻相變結果可知,在生產高強度42CrMo鋼時,軋制后應采用緩冷工藝,工業(yè)調質淬火時應采用油冷。
【關鍵詞】：42CrMo鋼 組織 夾雜物 力學性能 CCT曲線
【學位授予單位】：安徽工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH136;TG142.1
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第一章 文獻綜述11-19
• 1.1 國內外高速鐵路的發(fā)展近況11
• 1.2 軌道交通高強緊固件用鋼的性能11-12
• 1.3 高強緊固件用鋼的研究進展12-13
• 1.3.1 低合金鋼12-13
• 1.3.2 低碳硼鋼13
• 1.3.3 微合金非調質鋼13
• 1.3.4 高強耐延遲斷裂鋼13
• 1.4 合金元素對緊固件用鋼的影響13-15
• 1.4.1 Cr、Mo對鋼的影響14
• 1.4.2 V、Nb、Ni、Ti對鋼的影響14-15
• 1.4.3 其他合金元素的影響15
• 1.5 鋼液中夾雜物的去除15-17
• 1.5.1 鋼中夾雜物的去除16
• 1.5.2 電渣重熔技術對鋼中夾雜物的去除16-17
• 1.6 鋼的連續(xù)冷卻轉變曲線17
• 1.7 本實驗研究的意義和內容17-19
• 第二章 合金元素V對高強度 42CrMo鋼組織和力學性能的影響19-33
• 2.1 實驗材料及方法19
• 2.2 實驗內容19-20
• 2.2.1 力學性能試樣19
• 2.2.2 金相試樣制取19-20
• 2.2.3 回火試樣制取20
• 2.2.4 掃描電鏡觀察20
• 2.3 V對 42CrMo鋼組織和力學性能的影響20-32
• 2.3.1 含V合金 42CrMo鋼的顯微組織21-22
• 2.3.2 加入V合金 42CrMo鋼的力學性能22-23
• 2.3.3 不同回火溫度下含V的 42CrMo鋼力學性能23-24
• 2.3.4 回火后含V的 42CrMo鋼組織24-27
• 2.3.5 回火后含V的 42CrMo鋼析出物27-29
• 2.3.6 含V的 42CrMo鋼析出物能譜分析29-32
• 2.4 本章小結32-33
• 第三章 合金元素Cr對高強 42CrMo鋼組織和力學性能的影響33-48
• 3.1 實驗方法及原料33
• 3.2 實驗內容33-34
• 3.2.1 力學性能試樣的制取33
• 3.2.2 金相試樣制取33
• 3.2.3 回火試樣制取33-34
• 3.2.4 掃描電鏡觀察34
• 3.3 Cr對高強度 42CrMo鋼組織和力學性能的影響34-47
• 3.3.1 加入Cr合金后 42CrMo鋼的組織35-36
• 3.3.2 加入合金元素Cr后 42CrMo鋼的力學性能36-37
• 3.3.3 回火溫度對 42CrMo鋼的力學性能影響37-38
• 3.3.4 加Cr元素 42CrMo鋼回火后組織38-41
• 3.3.5 回火后 42CrMo鋼中碳化物41-43
• 3.3.6 鋼中碳化物EDS分析43-47
• 3.4 本章小結47-48
• 第四章 鋼液潔凈度對緊固件用 42CrMo鋼力學性能的影響48-63
• 4.1 實驗原料和設備48-50
• 4.2 實驗結果統(tǒng)計50-58
• 4.3 電渣重熔前后夾雜物變化分析58-60
• 4.4 不同渣系對夾雜物去除的影響60-61
• 4.5 重熔前后 42CrMo鋼的沖擊韌性61-62
• 4.6 本章小結62-63
• 第五章 高強緊固件用 42CrMo鋼連續(xù)冷卻過程中的相變研究63-71
• 5.1 實驗鋼成分63
• 5.2 熱膨脹實驗結果63-65
• 5.3 相變點的確定65-66
• 5.4 熱膨脹法降溫過程中組織變化66-69
• 5.5 重熔后 42Cr Mo鋼的CCT曲線69
• 5.6 本章小結69-71
• 第六章 結論71-73
• 參考文獻73-77
• 附錄77-78
• 致謝78

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本文編號：742669