【摘要】：M50鋼作為高溫軸承鋼,具有較好的高溫硬度,高溫基礎(chǔ)疲勞性能和高溫尺寸穩(wěn)定性。其傳統(tǒng)的熱處理工藝為一次淬火和多次高溫回火,由于合金元素高,殘余奧氏體不能被完全消除,后續(xù)殘余奧氏體的轉(zhuǎn)變導(dǎo)致尺寸穩(wěn)定性變差。Speer提出的Q-P工藝能夠使C元素從馬氏體中擴(kuò)散到殘余奧氏體中使其穩(wěn)定。鑒于M50鋼中Cr、Mo、V元素均為強(qiáng)碳化物形成元素,直接采取Q-P工藝碳化物的析出會(huì)對(duì)C元素造成強(qiáng)烈競爭關(guān)系。本文首先進(jìn)行一次回火處理,促進(jìn)碳化物析出的同時(shí)還能夠使殘余奧氏體進(jìn)行分解,形成新鮮的馬氏體。再通過碳分配處理,使新鮮馬氏體中的C元素?cái)U(kuò)散到殘余奧氏體使其穩(wěn)定,稱之為Q-T-P工藝。研究了一次回火后M50鋼的組織形貌,以及碳分配過程對(duì)殘余奧氏體、碳化物的影響及對(duì)硬度、韌性的影響。對(duì)一次回火后的M50鋼進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)其殘余奧氏體含量由淬火態(tài)的18.24%降低為1.32%。板條狀和孿晶馬氏體共同存在,回火使得殘余奧氏體分解為馬氏體和滲碳體共存的上貝氏體。碳化物形態(tài)有塊狀,球狀和針狀,XRD分析表明碳化物主要有MC和M2C兩種類型。碳分配處理中殘余奧氏體含量隨著溫度的升高而減少,碳分配完成的速度隨溫度的升高而加快,同一溫度碳分配時(shí),殘余奧氏體含量隨著碳分配時(shí)間的增加而減少,但會(huì)在某一時(shí)間點(diǎn)出現(xiàn)殘余奧氏體含量的第二次升高,并且此時(shí)間點(diǎn)隨著碳分配溫度的升高而提前。碳分配后碳化物的類型仍舊為MC型和M2C型,但M2C型碳化物含量有所升高,隨著碳分配溫度的升高和保溫時(shí)間的延長,碳化物的總含量升高。對(duì)進(jìn)行碳分配處理后的M50鋼分別進(jìn)行硬度、沖擊韌性和斷裂韌性的測(cè)試。發(fā)現(xiàn)M50鋼經(jīng)過不同溫度和時(shí)間的碳分配后,硬度變化不大。直接一次回火的M50鋼沖擊功為11.68 J,在250℃下進(jìn)行碳分配時(shí),保溫20 min時(shí)得到最高的沖擊功,為17.42J,較一次回火的試樣提升了49%。在300℃碳分配時(shí)保溫20 min得到最高的沖擊功,為16.72J,較一次回火提高了43%。350℃和400℃溫度下碳分配時(shí)沖擊功提升幅度不大。一次回火和碳分配后的沖擊斷口形貌均為典型的脆性斷裂。250℃、20 min碳分配和300℃、20 min碳分配處理后的斷口纖維區(qū)厚度方向連續(xù)存在,韌窩分布均勻。350℃、20 min和400℃、20 min碳分配處理后的纖維區(qū)不連續(xù),有大塊易碎碳化物的存在。斷口微裂紋處未發(fā)現(xiàn)致脆元素的偏聚。一次回火M50鋼的斷裂韌性為17.79 MPa?m1/2,250℃、20 min碳分配和300℃、20 min碳分配的M50鋼的斷裂韌性分別為18.55 MPa?m1/2和19.20 MPa?m1/2,較一次回火后的試樣斷裂韌性提升不大。
【圖文】：

圖 1-1 微孔聚集性斷裂的裂紋擴(kuò)展過程[12]變化影響較小，大致規(guī)律可歸納如下，間而置換型固溶元素對(duì)斷裂韌性的影響不大端的應(yīng)力緩和，如位錯(cuò)型馬氏體的韌性 工藝對(duì) M50 鋼的韌性的影響，文章主要對(duì)晶粒大小影響很小，所以，本文會(huì)主的影響，此外，該鋼中的合金元素較高行碳分配后，殘余奧氏體變得穩(wěn)定，殘究的一部分。現(xiàn)狀基礎(chǔ)的碳原子高溫時(shí)的擴(kuò)散很容易被人們所和替換行為導(dǎo)致晶體從面心立方結(jié)構(gòu)到

圖 1-2 一定溫度下 Fe-C 元素 Gibbs 自由能-成分圖[14]a) 平衡條件；b) CCE 模型CCE 模型的熱力學(xué)參數(shù)可以從已經(jīng)發(fā)表的文獻(xiàn)中得到，Lobo 和 Geiger 的研究[19]，以石墨為標(biāo)準(zhǔn)態(tài)來確定碳在鐵素體和奧氏體中的活度，見式（1-5）。RTlnΓCαγ=76789-43.8T-(169105-120.4T)XCγ（1-5）
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TG142.1;TG161

【參考文獻(xiàn)】

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1 周麗娜;唐光澤;馬欣新;吳廷寶;馬芳;趙開禮;;奧氏體化溫度對(duì)M50鋼組織轉(zhuǎn)變的影響[J];材料熱處理學(xué)報(bào);2016年07期

2 鐘志民;張偉強(qiáng);文宇龍;王超;;Q-P-T工藝對(duì)ZG26SiMnMoV鋼組織和性能的影響[J];金屬熱處理;2015年04期

3 李曉陽;韓贊東;王柄方;;基于磁性法的鋼中殘余奧氏體含量測(cè)定方法與裝置[J];理化檢驗(yàn)(物理分冊(cè));2014年12期

4 李娜;劉國權(quán);康人木;楊云;余慧;;一種新型Q-P-T鋼的工藝與組織性能[J];材料熱處理學(xué)報(bào);2013年03期

5 賈曉帥;左訓(xùn)偉;陳乃錄;黃堅(jiān);唐新華;戎詠華;;經(jīng)新型Q-P-T工藝處理后Q235鋼的組織與性能[J];金屬學(xué)報(bào);2013年01期

6 李文東;吳春雷;唐光澤;馬欣新;趙開禮;;熱變形量對(duì)M50鋼碳化物分布的影響[J];材料熱處理學(xué)報(bào);2012年S2期

7 鄧?yán)栎x;汪宏斌;李紹宏;梁洋杰;閔娜;吳曉春;;高強(qiáng)韌性冷作模具鋼SDC55的Q-P-T工藝及性能[J];金屬熱處理;2010年09期

8 胡浙梁;王曉東;王利;戎詠華;;新型Q-P-T鋼性能及其微觀組織[J];材料熱處理學(xué)報(bào);2010年04期

9 徐祖耀;;淬火-碳分配-回火(Q-P-T)工藝淺介[J];金屬熱處理;2009年06期

10 虞明全;;軸承鋼鋼種系列的發(fā)展?fàn)顩r[J];上海金屬;2008年03期

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1 李文東;回火過程對(duì)M50鋼殘余奧氏體轉(zhuǎn)變的影響[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2014年

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本文編號(hào)：2542162