本文關鍵詞：37CrMnMo熱處理工藝參數(shù)研究與優(yōu)化，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：37CrMnMo是一種熱加工性能優(yōu)異的中碳合金鋼,具有良好的淬透性和回火穩(wěn)定性,經(jīng)熱處理后具有較高的強度和韌性,在石油鉆具等方面得到了廣泛的應用,該產(chǎn)品往往需要在復雜的工況條件下工作,需承受各種復雜的交變載荷,要求其具有良好的抗扭和抗沖擊等力學性能。本文研究了常規(guī)熱處理工藝和深冷處理工藝對鉆具材料37CrMnMo的組織及力學性能的影響。首先通過正交試驗建立淬火溫度、淬火保溫時間、回火溫度和回火保溫時間與力學性能之間的回歸方程,由回歸方程結(jié)合石油鉆具力學性能要求推算出最優(yōu)熱處理工藝參數(shù)為淬火溫度890℃、淬火保溫時間50min、回火溫度580℃、回火保溫時間60min,調(diào)質(zhì)處理后材料微觀組織為晶粒細小、分布均勻、排列緊密的具有馬氏體位向的回火索氏體,基體上彌散析出細小的碳化物;材料力學性能為扭轉(zhuǎn)強度951.9MPa、沖擊功51.0J、宏觀硬度37.9HRC、抗拉強度1218.9MPa、屈服強度1161.1MPa,較石油鉆具力學性能要求有很大提高。其次研究了深冷保溫時間和深冷次數(shù)對37CrMnMo鋼組織及力學性能的影響規(guī)律,并對比調(diào)質(zhì)處理和深冷處理后材料的組織和力學性能。結(jié)果表明:隨著深冷保溫時間的增加,粗大碳化物先減少后增加,微細碳化物先增加后基本不變,深冷保溫時間為16h時,粗大塊狀碳化物轉(zhuǎn)變?yōu)榧毿〉内呌谇驙畹奶蓟?彌散析出的微細碳化物數(shù)量最多且分布最為均勻;深冷次數(shù)為3次時,晶粒尺寸均勻且細化,組織致密,基體內(nèi)和晶界上彌散析出微細碳化物數(shù)量最多,較大的塊狀碳化物轉(zhuǎn)變?yōu)檩^小的趨于球狀的碳化物,且分布更加均勻。深冷保溫時間和深冷次數(shù)對37CrMnMo鋼的沖擊韌性影響最大,深冷4h時材料沖擊功為80J,較調(diào)質(zhì)處理提高了56.9%,深冷3次時,材料沖擊韌性最好,其沖擊功為88.2J,較調(diào)質(zhì)處理提高了72.9%;深冷保溫時間和深冷次數(shù)對扭轉(zhuǎn)強度、硬度、抗拉強度和屈服強度的影響均不大。最后探索了37CrMnMo鋼的深冷強化機理,研究結(jié)果表明:深冷處理時極大的過冷度促使殘留奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變,同時在液氮溫度下材料晶格收縮迫使微細碳化物的析出,促進晶粒細化;較大碳化物碎化產(chǎn)生細小碳化物,低溫下碳原子和合金元素聚集在深冷降溫時產(chǎn)生的位錯和空位等缺陷附近,隨后向室溫恢復時形成大量的微細碳化物;微細碳化物溫度回升時會在缺陷、晶界處擴散、聚集并長大形成較大的碳化物。
【關鍵詞】：37CrMnMo 石油鉆具 深冷處理 顯微組織 力學性能
【學位授予單位】：上海工程技術(shù)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG161
【目錄】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-12
• 第一章 緒論12-21
• 1.1 37CrMn Mo鋼及熱處理概述12-14
• 1.1.1 力學性能12
• 1.1.2 37CrMnMo鋼典型應用12-13
• 1.1.3 37CrMnMo鋼熱處理機理13-14
• 1.1.4 其他熱處理工藝14
• 1.2 深冷處理14-20
• 1.2.1 深冷處理發(fā)展概況14-16
• 1.2.2 深冷處理特點16
• 1.2.3 深冷處理工藝參數(shù)研究16-19
• 1.2.4 結(jié)構(gòu)鋼深冷處理的研究現(xiàn)狀19-20
• 1.3 論文研究意義和內(nèi)容20-21
• 1.3.1 研究意義20
• 1.3.2 研究內(nèi)容20-21
• 第二章 實驗方案與分析方法21-26
• 2.1 實驗材料21-22
• 2.2 實驗儀器與設備22
• 2.3 實驗方案22-24
• 2.3.1 37CrMnMo鋼深冷處理預實驗22
• 2.3.2 常規(guī)熱處理方案22-23
• 2.3.3 深冷處理方案23-24
• 2.4 分析檢測方法24-26
• 2.4.1 微觀組織分析24
• 2.4.2 力學性能測試24-26
• 第三章 37CrMnMo鋼常規(guī)熱處理工藝研究與優(yōu)化26-37
• 3.1 引言26
• 3.2 力學性能測試結(jié)果26
• 3.3 數(shù)據(jù)分析26-34
• 3.3.1 極差分析27-30
• 3.3.2 方差分析30-33
• 3.3.3 回歸分析33-34
• 3.4 熱處理工藝優(yōu)化后的組織及性能34-36
• 3.4.1 熱處理工藝優(yōu)化后的顯微組織35
• 3.4.2 熱處理工藝優(yōu)化后的力學性能35-36
• 3.5 本章小結(jié)36-37
• 第四章 37CrMnMo鋼深冷處理工藝研究37-56
• 4.1 引言37-38
• 4.2 深冷保溫時間對 37CrMn Mo鋼組織及性能的影響38-45
• 4.2.1 深冷保溫時間對 37CrMnMo鋼組織的影響38-40
• 4.2.2 深冷保溫時間對 37CrMnMo鋼力學性能的影響40-45
• 4.3 深冷次數(shù)對 37CrMn Mo鋼組織及性能的影響45-51
• 4.3.1 深冷次數(shù)對 37CrMnMo鋼組織的影響45-46
• 4.3.2 深冷次數(shù)對 37CrMnMo鋼力學性能的影響46-51
• 4.4 斷口分析51-54
• 4.4.1 扭轉(zhuǎn)斷口分析51-53
• 4.4.2 沖擊斷口分析53-54
• 4.5 本章小結(jié)54-56
• 第五章 37CrMnMo鋼深冷處理機理探討56-59
• 5.1 引言56
• 5.2 微細碳化物析出機理56-57
• 5.3 組織細化機理57-58
• 5.4 本章小結(jié)58-59
• 第六章 總結(jié)與展望59-61
• 6.1 總結(jié)59-60
• 6.2 展望60-61
• 參考文獻61-66
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術(shù)論文及取得的相關科研成果66-67
• 致謝67-68

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  本文關鍵詞：37CrMnMo熱處理工藝參數(shù)研究與優(yōu)化，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：291785