為了更有效地利用索氏體組織具有的超細片層結構提升彈簧鋼的性能,本文以熱軋高碳鋼卷板為研究對象,采用控制冷卻的思路模擬了鉛浴等溫淬火工藝,并成功實現(xiàn)了材料的索氏體化。利用X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)電子背散射衍射(EBSD)和透射電鏡(TEM)等分析手段研究了索氏體化后的鋼板在冷軋過程中的組織演變規(guī)律,通過測試材料在不同狀態(tài)下的力學性能,揭示了索氏體鋼在冷軋大應變下的強化機理,并在索氏體結構中引入Cu作為第二相強化顆粒,結合索氏體化工藝控制其析出行為,進一步提升了索氏體彈簧鋼的強度。本文的主要研究內(nèi)容及取得的成果如下:1、使用金屬材料相圖計算軟件JMatPro以及Gleeble 3800熱模擬試驗機對兩種熱軋高碳鋼(1#:SAE 1078;2#:SK 85)的相變點和過冷奧氏體轉變曲線進行分析,確定了控制冷卻的索氏體化工藝。研究表明,隨著等溫溫度的降低,珠光體片層間距和滲碳體片層厚度逐漸減小,兩種材料在450°C以下溫度等溫淬火可獲得片層間距細小的索氏體。等溫溫度升高,珠光體片層間距的增加主要由來自于滲碳體的粗化,在較高溫度等溫時出現(xiàn)了粗大的短棒狀滲碳體。2、綜合考慮珠光體轉...

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【學位級別】：博士

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摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 彈簧鋼的生產(chǎn)現(xiàn)狀及展望
        1.1.1 彈簧鋼的生產(chǎn)現(xiàn)狀
        1.1.2 彈簧鋼的發(fā)展方向
    1.2 卷簧的生產(chǎn)工藝
        1.2.1 卷簧的生產(chǎn)工藝流程
        1.2.2 卷簧材料的索氏體化工藝
        1.2.3 卷簧材料的冷軋加工
    1.3 索氏體鋼的變形研究
        1.3.1 索氏體鋼在應變過程中的受力分析
        1.3.2 索氏體鋼在應變下的加工硬化現(xiàn)象研究
    1.4 索氏體鋼在冷軋過程中組織演變的研究
        1.4.1 索氏體鋼冷軋應變下的組織演化規(guī)律
        1.4.2 索氏體鋼在大應變下滲碳體分解的研究現(xiàn)狀
    1.5 索氏體鋼中析出相研究
    1.6 本文研究的意義和內(nèi)容
第二章 試驗材料與研究方法
    2.1 材料設計及制備
        2.1.1 材料成分設計
        2.1.2 熱模擬試驗
        2.1.3 索氏體化工藝試驗
        2.1.4 冷軋試驗
    2.2 微觀結構表征及性能測試
        2.2.1 OM和SEM觀察
        2.2.2 TEM觀察
        2.2.3 XRD分析
        2.2.4 EBSD分析
    2.3 材料性能測試與分析
        2.3.1 拉伸性能測試及斷口分析
        2.3.2 硬度測試
第三章 高碳鋼索氏體化工藝研究
    3.1 相變臨界點及索氏體化工藝參數(shù)設定
        3.1.1 相變臨界點的測定
        3.1.2 等溫溫度的設定
    3.2 顯微組織表征
    3.3 珠光體片層間距模型探討
        3.3.1 界面能
        3.3.2 晶核形狀
        3.3.3 片層間距
        3.3.4 片層間距模型的驗證
    3.4 力學性能測試與分析
        3.4.1 力學性能測試
        3.4.2 拉伸斷口觀察
    3.5 結論
第四章 冷軋變形和烘烤過程中高碳鋼的組織演化及其力學行為
    4.1 冷軋變形材料
    4.2 索氏體組織在冷軋變形下的演變
        4.2.1 索氏體形貌的變化
        4.2.2 鐵素體晶粒取向的演變規(guī)律
            4.2.2.1 XRD分析
            4.2.2.2 EBSD分析
    4.3 索氏體鋼在冷軋變形下的力學性能
        4.3.1 不同壓下率下索氏體鋼的力學性能特征
        4.3.2 拉伸斷口觀察
    4.4 大變形下的強化機制探討
    4.5 大變形下烘烤時效硬化研究
    4.6 結論
第五章 含Cu高碳鋼的索氏體化工藝及其力學性能
    5.1 相變臨界點及索氏體化工藝參數(shù)設定
        5.1.1 相變臨界點的測定
        5.1.2 等溫溫度的設定
    5.2 顯微組織表征
        5.2.1 索氏體組織分析
        5.2.2 析出相分析
    5.3 Cu析出及對片層間距的影響
    5.4 力學性能測試
        5.4.1 力學性能測試
        5.4.2 拉伸斷口觀察
    5.5 結論
第六章 含Cu索氏體鋼冷軋過程中的組織演化及力學行為研究
    6.1 冷軋變形材料
    6.2 含Cu索氏體組織在冷軋變形下的演變
    6.3 含Cu索氏體鋼在冷軋變形下的力學性能
        6.3.1 不同應變量下索氏體鋼的力學性能特征
        6.3.2 拉伸斷口觀察
    6.4 含Cu索氏體鋼的強化機制
    6.5 結論
第七章 結論
創(chuàng)新點
參考文獻
作者在攻讀博士學位期間公開發(fā)表的論文
作者在攻讀博士學位期間取得的專利和科研成果
致謝



本文編號：3956428