低碳高硅馬氏體高強(qiáng)鋼組織與力學(xué)性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-10-20 05:27
本文原創(chuàng)設(shè)計(jì)一類適于拼裝固定型重載鐵路轍叉用的全新低碳高硅MnSiCrMoNi系馬氏體鋼,以這類鋼為研究對(duì)象,并與傳統(tǒng)00Ni18Co9Mo4Ti馬氏體時(shí)效鋼做對(duì)比研究。首先優(yōu)化了新型低碳高硅馬氏體鋼的熱處理工藝,然后,利用金相、XRD、SEM、TEM,以及拉伸、沖擊、摩擦磨損和應(yīng)變疲勞等研究方法和手段,對(duì)兩類鋼的宏微觀組織、相組成,常規(guī)力學(xué)性能、斷裂韌性和疲勞性能以及磨損性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究。得出如下主要結(jié)論:22MnSi2CrMoNi鋼經(jīng)900°C奧氏體化水淬后320°C回火處理獲得最優(yōu)強(qiáng)韌配合,其強(qiáng)塑性與00Ni18Co9Mo4Ti馬氏體時(shí)效鋼相當(dāng),沖擊韌性比馬氏體時(shí)效鋼高14.3%,綜合力學(xué)性能達(dá)到馬氏體時(shí)效鋼水平,適合于制造固定型拼裝重載鐵路轍叉。鋼中存在的高密度位錯(cuò)及彌散分布的細(xì)小?-碳化物保證了超高強(qiáng)度,同時(shí),?-碳化物的析出降低了馬氏體中的C含量,調(diào)整晶格畸變,保證了高韌性。22MnSi2CrMoNi鋼具有與馬氏體時(shí)效鋼相當(dāng)?shù)钠谛阅?但其耐磨性略低于馬氏體時(shí)效鋼。這類低碳高硅馬氏體鋼具有優(yōu)異疲勞性能的原因是,其具有高的屈服強(qiáng)度及較好的塑性、韌性,能夠表現(xiàn)更大的塑性變形,...
【文章來源】:燕山大學(xué)河北省
【文章頁數(shù)】:137 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
間隙固溶體(a)和置換固溶體(b)、(c)示意圖
燕山大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位論文或者自回火過程中,Si 元素可有效的推遲滲碳體的wt.%時(shí),低碳馬氏體鋼可在較高溫度(350 °C 左右)性增加的 -碳化物。體鋼進(jìn)行回火處理是必要的熱處理步驟,但眾所周復(fù)雜的,它伴隨著碳化物的析出及碳過飽和馬氏體這個(gè)復(fù)雜的過程一般包括三個(gè)階段[42,44]。第一階段~ 200 °C 之間時(shí),馬氏體晶體內(nèi)會(huì)析出過渡碳化物碳化物[46]。第二階段,通常發(fā)生在回火溫度介于 發(fā)生向滲碳體和鐵素體混合物的轉(zhuǎn)變[42,44]。第三階素體—奧氏體轉(zhuǎn)變開始溫度(Ac1)時(shí)[42,44],此時(shí),過
圖 1-3 疲勞微裂紋形成模型Figure 1-3 Model for fatigue microcrack formation材料尺寸不同,在相同應(yīng)力載荷下的高應(yīng)力區(qū)體同應(yīng)力載荷下的高應(yīng)力區(qū)體積也就越小。材料有利于疲勞壽命的提高。圖 1-4 載荷形式及試樣尺寸對(duì)高應(yīng)力區(qū)體積的影響 Effect of load form and sample size on volume of high s。金屬材料的表面光潔度是影響其疲勞壽命的
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]加速貝氏體相變研究方法綜述[J]. 楊志南,趙曉潔,張福成,李艷國,龍曉燕,張明. 燕山大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(06)
[2]基于位錯(cuò)密度演化的高頻振動(dòng)時(shí)效微觀機(jī)理[J]. 顧邦平,胡雄,徐冠華,賴金濤,潘龍. 稀有金屬材料與工程. 2018(08)
[3]Quantitative Analysis of the Crystallographic Orientation Relationship Between the Martensite and Austenite in Quenching–Partitioning–Tempering Steels[J]. Ke Zhang,Ping Liu,Wei Li,Feng-Cang Ma,Yong-Hua Rong. Acta Metallurgica Sinica(English Letters). 2018(06)
[4]鋁合金焊接接頭超高周疲勞性能研究進(jìn)展[J]. 金輝,何柏林. 輕金屬. 2017(06)
[5]Ultrastrong steel via minimal lattice misfit and high-density nanoprecipitation[J]. Science Foundation in China. 2017(02)
[6]Twin structure of the lath martensite in low carbon steel[J]. Pan Zhang,Yulin Chen,Wenlong Xiao,Dehai Ping,Xinqing Zhao. Progress in Natural Science:Materials International. 2016(02)
[7]低合金多相鋼中殘余奧氏體對(duì)塑性和韌性的影響[J]. 謝振家,尚成嘉,周文浩,吳彬彬. 金屬學(xué)報(bào). 2016(02)
[8]鐵素體/貝氏體雙相X80管線鋼疲勞性能研究[J]. 喬桂英,唐雷,張文雷,趙作鵬,廖波. 燕山大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(06)
[9]70Si3Mn鋼中無碳化物貝氏體組織及其性能研究[J]. 趙佳莉,楊志南,張福成. 燕山大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(03)
[10]中國制造2025:從工業(yè)大國到工業(yè)強(qiáng)國[J]. 王喜文. 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù). 2015(05)
碩士論文
[1]耐磨馬氏體/貝氏體復(fù)相灰鑄鐵組織特點(diǎn)及強(qiáng)化機(jī)制的研究[D]. 邢軍柏.吉林大學(xué) 2007
本文編號(hào):3446330
【文章來源】:燕山大學(xué)河北省
【文章頁數(shù)】:137 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
間隙固溶體(a)和置換固溶體(b)、(c)示意圖
燕山大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位論文或者自回火過程中,Si 元素可有效的推遲滲碳體的wt.%時(shí),低碳馬氏體鋼可在較高溫度(350 °C 左右)性增加的 -碳化物。體鋼進(jìn)行回火處理是必要的熱處理步驟,但眾所周復(fù)雜的,它伴隨著碳化物的析出及碳過飽和馬氏體這個(gè)復(fù)雜的過程一般包括三個(gè)階段[42,44]。第一階段~ 200 °C 之間時(shí),馬氏體晶體內(nèi)會(huì)析出過渡碳化物碳化物[46]。第二階段,通常發(fā)生在回火溫度介于 發(fā)生向滲碳體和鐵素體混合物的轉(zhuǎn)變[42,44]。第三階素體—奧氏體轉(zhuǎn)變開始溫度(Ac1)時(shí)[42,44],此時(shí),過
圖 1-3 疲勞微裂紋形成模型Figure 1-3 Model for fatigue microcrack formation材料尺寸不同,在相同應(yīng)力載荷下的高應(yīng)力區(qū)體同應(yīng)力載荷下的高應(yīng)力區(qū)體積也就越小。材料有利于疲勞壽命的提高。圖 1-4 載荷形式及試樣尺寸對(duì)高應(yīng)力區(qū)體積的影響 Effect of load form and sample size on volume of high s。金屬材料的表面光潔度是影響其疲勞壽命的
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]加速貝氏體相變研究方法綜述[J]. 楊志南,趙曉潔,張福成,李艷國,龍曉燕,張明. 燕山大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(06)
[2]基于位錯(cuò)密度演化的高頻振動(dòng)時(shí)效微觀機(jī)理[J]. 顧邦平,胡雄,徐冠華,賴金濤,潘龍. 稀有金屬材料與工程. 2018(08)
[3]Quantitative Analysis of the Crystallographic Orientation Relationship Between the Martensite and Austenite in Quenching–Partitioning–Tempering Steels[J]. Ke Zhang,Ping Liu,Wei Li,Feng-Cang Ma,Yong-Hua Rong. Acta Metallurgica Sinica(English Letters). 2018(06)
[4]鋁合金焊接接頭超高周疲勞性能研究進(jìn)展[J]. 金輝,何柏林. 輕金屬. 2017(06)
[5]Ultrastrong steel via minimal lattice misfit and high-density nanoprecipitation[J]. Science Foundation in China. 2017(02)
[6]Twin structure of the lath martensite in low carbon steel[J]. Pan Zhang,Yulin Chen,Wenlong Xiao,Dehai Ping,Xinqing Zhao. Progress in Natural Science:Materials International. 2016(02)
[7]低合金多相鋼中殘余奧氏體對(duì)塑性和韌性的影響[J]. 謝振家,尚成嘉,周文浩,吳彬彬. 金屬學(xué)報(bào). 2016(02)
[8]鐵素體/貝氏體雙相X80管線鋼疲勞性能研究[J]. 喬桂英,唐雷,張文雷,趙作鵬,廖波. 燕山大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(06)
[9]70Si3Mn鋼中無碳化物貝氏體組織及其性能研究[J]. 趙佳莉,楊志南,張福成. 燕山大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(03)
[10]中國制造2025:從工業(yè)大國到工業(yè)強(qiáng)國[J]. 王喜文. 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù). 2015(05)
碩士論文
[1]耐磨馬氏體/貝氏體復(fù)相灰鑄鐵組織特點(diǎn)及強(qiáng)化機(jī)制的研究[D]. 邢軍柏.吉林大學(xué) 2007
本文編號(hào):3446330
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