本文選題：鑄造冷作模具鋼　切入點(diǎn)：合金元素　出處：《吉林大學(xué)》2017年博士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：冷作模具鋼是模具中極其重要的一類(lèi),在工業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)著舉足輕重的地位,這要求其具有高硬度、高強(qiáng)度、高韌性和高耐磨性等基本性能。熱處理作為冷作模具鋼獲得這些基本性能最主要的途徑,合理的熱處理工藝可以充分發(fā)揮出冷作模具鋼的性能潛力,提高模具的質(zhì)量和使用壽命,從而提高經(jīng)濟(jì)效益。通常情況下,熱處理加熱工藝是以鐵碳平衡相圖為依據(jù),但是鐵碳平衡相圖為二元平衡態(tài)相圖,對(duì)于多元合金鋼而言,在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中卻存在一定的局限性,只能對(duì)加熱溫度做估算。因此,尋找一種新的方法,確立成分和溫度之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,對(duì)指導(dǎo)合金鋼的熱處理工藝的加熱溫度的確定具有很重要的意義。本文研究了合金元素(Cr、Mn、Mo和V)對(duì)Fe-M-C三元合金鋼的奧氏體化相轉(zhuǎn)變起始溫度和動(dòng)力學(xué)的影響,建立了合金元素(Cr、Mn、Mo和V)與起始溫度之間的相關(guān)關(guān)系,得到了成分與起始溫度之間的回歸方程。同時(shí),以YBD-3和SDC99兩種鑄造合金模具鋼作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,對(duì)回歸方程的實(shí)用性進(jìn)行了驗(yàn)證。本文主要研究結(jié)果如下:(1)Fe-M-C三元合金鋼(M=Cr、Mn、Mo和V)從珠光體向奧氏體的相轉(zhuǎn)變過(guò)程可以用位置飽和形核,擴(kuò)散控制生長(zhǎng)和碰撞修正三個(gè)過(guò)程來(lái)描述。其相轉(zhuǎn)變過(guò)程受到原始組織、合金含量和過(guò)熱度的影響。其中,原始組織越細(xì)密,其可以提供更多形核位置的同時(shí),還可以縮短元素的有效擴(kuò)散距離;合金含量越多,其對(duì)碳元素的限制就越明顯,其形成的碳化物在奧氏體的長(zhǎng)大過(guò)程中會(huì)起到釘扎作用;過(guò)熱度越大,相轉(zhuǎn)變驅(qū)動(dòng)力越大,越有利于奧氏體相的形成和長(zhǎng)大。(2)Fe-M-C三元合金鋼(M=Cr、Mn、Mo和V)發(fā)生奧氏體化相轉(zhuǎn)變的起始溫度與合金元素(Cr、Mn、Mo和V)之間存在線性關(guān)系。其中,除了Mn元素以外,起始溫度都隨著Cr、Mo和V元素含量的增加而升高,具體的一元線性回歸方程如下:a.Fe-Cr-C三元合金鋼:(K)=1037.427+6.420×鉻元素含量(wt.%)b.Fe-Mn-C三元合金鋼:(K)=1016.823-6.593×錳元素含量(wt.%)c.Fe-Mo-C三元合金鋼:(K)=1009.918+11.233×鉬元素含量(wt.%)d.Fe-V-C三元合金鋼:(K)=1023.706+3.707×釩元素含量(wt.%)(3)通過(guò)對(duì)多元鑄造合金鋼的成分與發(fā)生奧氏體化相轉(zhuǎn)變的起始溫度之間進(jìn)行多元回歸分析,結(jié)果表明起始溫度與合金元素(Cr、Mn、Mo和V)的含量之間基本呈線性關(guān)系,可以滿足已知合金鋼成分,通過(guò)回歸方程對(duì)發(fā)生奧氏體化相轉(zhuǎn)變的起始溫度進(jìn)行預(yù)測(cè)的要求,其具體的回歸方程為:(K)=1017.960+8.606×鉻元素含量(wt.%)-6.863×錳元素含量(wt.%)+5.304×鉬元素含量(wt.%)+12.892×釩元素含量(wt.%)(4)以YBD-3和SDC99兩種鑄造合金模具鋼作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,對(duì)合金元素(Cr、Mn、Mo和V)的含量與奧氏體化相轉(zhuǎn)變的起始溫度之間的多元回歸方程的實(shí)用性進(jìn)行驗(yàn)證分析。結(jié)果顯示:當(dāng)YBD-3和SDC99兩種鑄造合金模具鋼采用以回歸方程計(jì)算出的起始溫度的預(yù)測(cè)值作為依據(jù)而設(shè)計(jì)的熱處理方案二進(jìn)行熱處理時(shí),兩種鑄造合金模具鋼都會(huì)得到更為精細(xì)、碳化物尺寸更小、分布更均勻的組織。并且,其回火態(tài)的硬度明顯好于方案一(根據(jù)起始溫度的實(shí)驗(yàn)測(cè)量值而設(shè)計(jì)的熱處理方案)。此外,性能檢測(cè)結(jié)果顯示,YBD-3和SDC99兩種鑄造合金模具鋼經(jīng)過(guò)熱處理方案二處理后,其抗拉強(qiáng)度和沖擊韌性明顯高于方案一�？傊�,本文研究了合金元素(Cr、Mn、Mo和V)對(duì)奧氏體化相轉(zhuǎn)變的起始溫度和動(dòng)力學(xué)的影響,建立了合金元素含量與起始溫度之間的回歸方程,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比驗(yàn)證了回歸方程的實(shí)用性。實(shí)現(xiàn)了已知合金元素含量,通過(guò)回歸方程就可以對(duì)奧氏體化相轉(zhuǎn)變的起始溫度進(jìn)行預(yù)測(cè),并以此作為依據(jù)制定熱處理工藝參數(shù)的目的。
[Abstract]:Cold die steel is a kind of important mold, plays an important role in industrial production, which requires that it has high hardness, high strength, high toughness and high performance wear resistance. Heat treatment as cold die steel for these basic properties of the main path, reasonable heat treatment process can give full play to the performance potential of cold die steel, and improve the service life of the mold quality, so as to improve the economic benefit. Usually, heat treatment process is based on the iron carbon equilibrium diagram as the basis, but the iron carbon equilibrium phase diagram for two yuan equilibrium phase diagram for multicomponent alloy steel, but there are limitations some in the actual production process, can only be estimated on the heating temperature. Therefore, to find a new method to establish the corresponding relationship between composition and temperature, the heating temperature of the heat treatment process of alloy steel guide It is important in this paper. The effects of alloying elements (Cr, Mn, Mo and V) on the effect of austenitizing Fe-M-C three yuan alloy steel phase transformation start temperature and dynamics, established the alloy elements (Cr, Mn, Mo and V) and the relationship between the onset temperature, the regression equation between the components and the initial temperature. At the same time, YBD-3 and SDC99 two kinds of casting alloy die steel as experimental object, the practicability of the regression equation was verified. The main results of this paper are as follows: (1) Fe-M-C three alloy steel (M=Cr, Mn, Mo and V) can be used to position saturated nucleation from pearl to the process of phase transformation of austenite, diffusion controlled growth and avoidance three process to describe the phase transition process. By the original organization, content and effect of alloy superheat. Among them, the original organization more fine, which can provide more nucleation position at the same time, can also shorten the yuan The effective diffusion distance; alloy content is more, the limitations of carbon is more obvious, the formation of the carbide will play a role in the growth process of pinning austenite; superheat increasing, phase transformation driving force is bigger, more conducive to the formation and growth of austenite phase. (2) Fe-M-C three alloy steel (M=Cr, Mn, Mo and V) occurred starting temperature and alloying elements of austenite phase transformation (Cr, Mn, Mo and V). There is a linear relationship between them, in addition to the Mn element, the initial temperature with the increase of Mo and Cr, V content increased, a linear concrete the regression equation is as follows: a.Fe-Cr-C three alloy steel: (K) =1037.427+6.420 * chromium content (wt.%) b.Fe-Mn-C three alloy steel: (K) =1016.823-6.593 * Mn (wt.%) c.Fe-Mo-C three alloy steel: (K) =1009.918+11.233 * d.Fe-V-C (wt.%) content of molybdenum alloy steel (K: three yuan =1023.706+3.707 * V) The content of elements (wt.%) (3) through multiple regression analysis between the starting temperature of multi cast alloy steel composition and austenite phase transformation. The results show that the initial temperature and the alloy elements (Cr, Mn, Mo and V) showed a linear relationship between the basic content, can satisfy the known composition of steel alloy, forecast the regression equation of initial temperature on phase transition of the austenite of the requirements, the regression equation is: =1017.960+8.606 (K) * chromium content (wt.%) -6.863 * Mn (wt.%) +5.304 * molybdenum (wt.%) * +12.892 vanadium element content (wt.%) (4) to YBD-3 SDC99 and two kinds of casting alloy die steel as the experimental object, the alloy elements (Cr, Mn, Mo and V) to verify the practicability analysis of multiple regression equations between the initial temperature and the content of austenite phase transformation. The results showed that when YBD-3 and SDC99 two kinds of casting alloy Prediction of mold steel by initial temperature by regression equation to calculate the value of heat treatment plan and design as the basis for the two heat treatment, two kinds of casting alloy die steel will be more fine, the carbide size smaller, more uniform distribution of the organization. The tempering hardness and significantly better than the scheme (heat treatment scheme designed according to the experimental values of the initial temperature). In addition, the performance test results showed that YBD-3 and SDC99 two kinds of casting alloy die steel with heat treatment scheme of two after treatment, the tensile strength and impact toughness was significantly higher than that in solution. In short, this paper studies the alloy elements (Cr, Mn, Mo and V) influence on the initial temperature and the kinetics of austenite phase transformation, the regression equation was established between alloy elements and initial temperature, and the utility of the regression equation is verified by experiments. The known alloy The initial temperature of austenite transformation can be predicted by regression equation, and the purpose of making heat treatment process parameters is based on this equation.

【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TG142.45;TG161

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 高余順;淺談國(guó)內(nèi)冷作模具鋼的現(xiàn)狀及發(fā)展[J];機(jī)械工人;2001年03期

2 郝松濤,郝志凱;我國(guó)冷作模具鋼的發(fā)展和應(yīng)用[J];現(xiàn)代制造工程;2005年06期

3 劉先蘭;張文玉;;冷作模具鋼的選擇及應(yīng)用[J];鍛壓技術(shù);2007年06期

4 王永剛;盧志偉;劉有奇;;淺析冷作模具鋼的選用及發(fā)展概況[J];化學(xué)工程與裝備;2009年11期

5 梁克炳;;常用冷作模具鋼的選材及發(fā)展趨勢(shì)[J];廣西輕工業(yè);2011年02期

6 張先鳴;;冷作模具鋼的研究與技術(shù)發(fā)展[J];模具制造;2011年02期

7 ;一種新型模具材料——系列復(fù)合冷作模具鋼[J];熱處理;2011年02期

8 于波;;新型冷作模具鋼的性能及熱處理[J];熱處理技術(shù)與裝備;2011年05期

9 張耀軍;于春梅;王偉;田紹潔;;模具制造中系列復(fù)合冷作模具鋼的應(yīng)用[J];熱處理技術(shù)與裝備;2011年06期

10 田紹潔;孫香蘭;王偉;;工模具制造中系列復(fù)合冷作模具鋼的應(yīng)用[J];機(jī)械傳動(dòng);2012年01期

相關(guān)會(huì)議論文 前7條

1 徐進(jìn);;冷作模具鋼的發(fā)展概況[A];1999中國(guó)鋼鐵年會(huì)論文集（下）[C];1999年

2 李小明;況春江;;粉末冶金高釩冷作模具鋼不同熱處理狀態(tài)析出相的研究[A];2011中國(guó)材料研討會(huì)論文摘要集[C];2011年

3 姜先畬;;介紹新模具鋼——高碳高鉻冷作模具鋼D2[A];中國(guó)電子學(xué)會(huì)生產(chǎn)技術(shù)分會(huì)金屬材料及熱處理專(zhuān)業(yè)委員會(huì)北京學(xué)組第三屆年會(huì)論文集（上冊(cè)）[C];1993年

4 姜先畬;;介紹新模具鋼——高碳高鉻冷作模具鋼D2[A];中國(guó)電子學(xué)會(huì)北京熱處理學(xué)組模具新材料應(yīng)用推廣研討會(huì)論文集[C];1992年

5 張嘉立;;高耐磨冷作模具鋼ER5的特性及應(yīng)用效果[A];1999中國(guó)鋼鐵年會(huì)論文集（下）[C];1999年

6 才麗娟;喬兵;沙守誠(chéng);;Cr12系列產(chǎn)品質(zhì)量改進(jìn)[A];使命與責(zé)任—以質(zhì)量方法促轉(zhuǎn)型升級(jí)——第五屆中國(guó)質(zhì)量學(xué)術(shù)與創(chuàng)新論壇論文集（下）[C];2012年

7 劉全;顧新根;;2.3噸鑄錠高合金冷作模具鋼軋制開(kāi)坯工藝實(shí)踐[A];2011年全國(guó)高品質(zhì)特殊鋼生產(chǎn)技術(shù)研討會(huì)文集[C];2011年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前6條

1 李沙沙;新型鑄造冷作模具鋼的組織控制與力學(xué)性能[D];吉林大學(xué);2016年

2 孔令男;合金元素對(duì)鑄造冷作模具鋼的固態(tài)相轉(zhuǎn)變溫度及其動(dòng)力學(xué)的影響[D];吉林大學(xué);2017年

3 潘金芝;復(fù)合冷作模具鋼的研究[D];大連交通大學(xué);2010年

4 遲宏宵;Cr8型冷作模具鋼高性能化研究[D];昆明理工大學(xué);2011年

5 李小明;粉末冶金高釩含鈮冷作模具鋼的研究[D];鋼鐵研究總院;2012年

6 徐晉勇;雙層輝光離子Cr-Mo共滲形成高耐磨LD冷作模具鋼的研究[D];太原理工大學(xué);2007年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 敖林;Cr10型冷作模具鋼的研究[D];昆明理工大學(xué);2013年

2 王海東;鎂對(duì)冷作模具鋼組織和性能的影響研究[D];東北大學(xué);2014年

3 曾芬;新型高性能冷作模具鋼微觀組織和力學(xué)性能研究[D];西安建筑科技大學(xué);2014年

4 鄭義;鑄造冷作模具鋼焊接接頭組織和性能研究[D];吉林大學(xué);2017年

5 朱磊;新型鑄造冷作模具鋼性能的研究[D];吉林大學(xué);2013年

6 韓峗;新型高韌性高耐磨性冷作模具鋼研究[D];山東大學(xué);2009年

7 關(guān)家棟;鑄造冷作模具鋼摩擦磨損性能研究[D];吉林大學(xué);2014年

8 王淵博;鑄造冷作模具鋼的熱處理及組織性能研究[D];吉林大學(xué);2013年

9 路磊;復(fù)合變質(zhì)對(duì)新型Cr8冷作模具鋼組織和性能的影響[D];山東大學(xué);2010年

10 柴建國(guó);高碳高合金冷作模具鋼熱處理工藝的優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];新疆大學(xué);2005年

，

本文編號(hào)：1651883