本文關鍵詞：含Cu沉淀強化鋼的組織研究

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【摘要】：Cu沉淀強化鋼是一種具有高強度、良好加工特性以及優(yōu)異焊接性能的低合金結構鋼,廣泛地應用于船舶、海洋平臺、車輛、航空等領域。本文采用不同Ni含量的含Cu鋼在900?C固溶水淬后,再經過不同時效溫度、不同時效時間的熱處理,通過顯微硬度測試、OM、SEM、XRD、TEM觀察分析,研究不同變量對含Cu沉淀強化鋼的顯微硬度和微觀組織的影響,得到以下結論:含Cu鋼的顯微硬度隨著鋼中Ni含量的增加而呈現(xiàn)增加趨勢,當Ni含量由1%提高到3.5%時,材料的顯微硬度由236 HV增加到263 HV;Ni含量的增加降低了鋼中貝氏體與馬氏體的比例,細化了馬氏體的板條尺寸;Ni含量的增加提高了鋼中析出物的析出數(shù)量,細化了析出物的析出尺寸。對Ni含量為3.0%的鋼采用不同時效溫度下時效2 h的熱處理制度。結果表明:鋼的顯微硬度隨著時效溫度的增加呈現(xiàn)先增后減的趨勢,在450?C達到峰值343 HV,并在700?C觀察到了硬度的回升;隨著時效溫度的升高鋼中的板條馬氏體逐漸向多邊形鐵素體轉變,并在700?C下得到了大量的粒狀貝氏體和M-A島;當時效溫度低于450?C時析出物處于形核階段,并在450?C達到密度峰值350個/μm2,當時效溫度高于450?C時析出物處于長大粗化階段,在650?C時析出物的尺寸達到20.1 nm。在時效過程中,析出物的形態(tài)也從低溫(450?C)的球形向高溫(450?C)的橢球形、短棒狀結構轉變。對Ni含量為2.5%的鋼采用650?C下不同時效時間的熱處理制度。結果表明:鋼的顯微硬度隨著時效時間的延長呈現(xiàn)先增后減的變化趨勢,并在2 h達到峰值256 HV;隨著時效時間的延長,板條馬氏體逐漸分解為多邊形鐵素體;當時效時間小于2 h時,析出物處于形核期,當時效時間超過2 h時,析出物處于長大粗化過程,但其粗化速率很慢。析出物在晶體結構方面,在時效2 h內析出物為bcc結構的B2富Cu相,當時效時間為100 h時在鋼中產生了fcc結構的ε-Cu相。
【關鍵詞】：Ni含量 時效溫度 時效時間 析出物 Cu沉淀強化鋼
【學位授予單位】：安徽工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG142.1;TG161
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 引言9-10
• 第一章 文獻綜述10-24
• 1.1 概述10-19
• 1.1.1 含Cu鋼的發(fā)展11-12
• 1.1.2 含Cu鋼中主要合金元素的作用12-16
• 1.1.2.1 Cu在鋼中的作用12-16
• 1.1.2.2 Ni在鋼中的作用16
• 1.1.2.3 C在鋼中的作用16
• 1.1.3 含Cu鋼的強化機制16-18
• 1.1.3.1 細晶強化16-17
• 1.1.3.2 析出強化17-18
• 1.1.4 含Cu鋼中的Cu沉淀物的析出慣序18-19
• 1.2 Ni對含Cu鋼中顯微組織影響的研究現(xiàn)狀19-23
• 1.3 本文的研究內容及研究意義23-24
• 第二章 實驗材料與方法24-29
• 2.1 實驗材料24
• 2.2 實驗設備24
• 2.3 實驗方法24-29
• 2.3.1 熱處理工藝24-27
• 2.3.2 顯微硬度測試27
• 2.3.3 金相、掃描觀察27
• 2.3.4 TEM試樣的制備27-28
• 2.3.5 鋼中殘余奧氏體的檢測28-29
• 第三章 Ni含量對顯微組織的影響29-38
• 3.1 引言29
• 3.2 實驗結果與分析29-37
• 3.2.1 Ni含量對顯微硬度的影響29-30
• 3.2.2 Ni含量對顯微組織的影響30-34
• 3.2.3 Ni含量對析出物的影響34-36
• 3.2.4 Ni促進富Cu相沉淀析出的熱力學分析36-37
• 3.3 本章小結37-38
• 第四章 時效溫度對顯微組織的影響38-49
• 4.1 引言38
• 4.2 實驗結果與分析38-48
• 4.2.1 時效溫度對顯微硬度的影響38-39
• 4.2.2 顯微組織觀察39-42
• 4.2.3 時效溫度對殘余奧氏體的影響42-43
• 4.2.4 時效溫度對析出相的影響43-48
• 4.2.4.1 時效溫度對析出物形態(tài)的影響44-46
• 4.2.4.2 不同時效溫度下析出物的高分辨相46-48
• 4.3 本章小結48-49
• 第五章 時效時間對顯微組織的影響49-59
• 5.1 引言49
• 5.2 實驗結果與分析49-58
• 5.2.1 時效時間對顯微硬度的影響49-50
• 5.2.2 時效時間對顯微組織的影響50-54
• 5.2.4 時效時間對析出物的影響54-57
• 5.3.4.1 時效時間對析出物的形態(tài)方面的影響54-55
• 5.3.4.2 過時效階段處析出物的結構分析55-57
• 5.2.5 鋼中碳化物的觀察57-58
• 5.3 本章小結58-59
• 結論59-60
• 參考文獻60-64
• 在學研究成果64-65
• 致謝65

【共引文獻】

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本文編號：664202