Cr5鋼支承輥最終熱處理組織和性能的研究
發(fā)布時間：2017-10-11 11:41
本文關(guān)鍵詞：Cr5鋼支承輥最終熱處理組織和性能的研究
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【摘要】：本文就支承輥Cr5鋼的鍛后熱處理態(tài)截取試樣,運用掃描電鏡、透射電鏡、摩擦磨損試驗機、拉伸試驗機、沖擊試驗機和洛氏硬度計分析最終熱處理對Cr5鋼組織及摩擦磨損等性能的影響,以期得出一條最佳熱處理工藝路線。差溫?zé)崽幚硎亲罱K熱處理階段使用的主要熱處理工藝,首先對Cr5鋼進行預(yù)備熱處理—淬火+高溫回火(即調(diào)質(zhì)處理),具體的工藝參為970℃×60 min+540℃×120 min。經(jīng)調(diào)質(zhì)后,Cr5鋼的強、硬度和沖擊功分別為1420 MPa、49 HRC和146 J,斷后延伸率是2.90%,此時材料強韌性良好,能滿足工況的基本要求。Cr5鋼淬火后的組織是馬氏體和未溶碳化物。當(dāng)淬火溫度較低時,材料的奧氏體化不夠充分,有部分鐵素體未來得及轉(zhuǎn)變成奧氏體,使得材料淬火后仍有鐵素體存在,而鐵素體的硬度較低,使得淬火后材料的硬度較低,磨損失重量較大,磨損較嚴(yán)重;當(dāng)淬火溫度在T1=990℃~T1=1050℃之間時,試樣的平均硬度值隨淬火溫度的升高呈上升趨勢,這是由于隨淬火溫度的上升碳化物溶入基體,使基體中碳含量上升,馬氏體的亞結(jié)構(gòu)向高碳馬氏體轉(zhuǎn)變,且在這個溫度范圍內(nèi),基體的粗化不明顯;當(dāng)淬火溫度超過1050℃-990℃時,由于淬火溫度的上升,Cr合金碳化物進一步溶入,基體中碳含量不斷上升,使材料的Ms點下降,殘留奧氏體含量增多,抵消了馬氏體硬度的上升,同時,由于淬火溫度的上升晶粒長大會使材料的性能下降。綜合考慮,本試驗最終的淬火溫度選擇1050℃-990℃。將經(jīng)1050℃-990℃淬火后的試樣進行回火,當(dāng)回火溫度較低時,碳化物析出較少,組織中仍保留著淬火組織形態(tài),此時材料依然保持較高的強硬度;隨著回火溫度的升高,碳化物逐漸析出,當(dāng)回火溫度為520℃時,碳化物基本完全析出且分布均勻,殘余奧氏體轉(zhuǎn)變和馬氏體的分解基本達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),回火組織處于一個相對穩(wěn)定的狀態(tài),此時材料的強硬度分別為1490 MPa、52 HRC,斷后延伸率為3.16%,沖擊功達(dá)到153 J,因此,在所選取的溫度范圍內(nèi),最佳回火溫度為520℃。與預(yù)備熱處理后相比,材料經(jīng)過最終熱處理后,強度、硬度、沖擊功分別提高了4.95%、6.12%、4.79%。通過TEM分析,碳化物類型主要為M7C3,碳化物尺寸比較細(xì)小且分布較均勻,組織和性能均得到明顯改善。
【關(guān)鍵詞】：Cr5鋼 最終熱處理 差溫?zé)崽幚?/strong> 摩擦磨損 力學(xué)性能
【學(xué)位授予單位】：河南科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG161;TG142.1
【目錄】：
- 摘要3-5
- ABSTRACT5-9
- 第1章 緒論9-19
- 1.1 引言9
- 1.2 支承輥的簡介9-12
- 1.2.1 支承輥的工作原理及服役條件10-11
- 1.2.2 支承輥材料中各元素的作用11-12
- 1.3 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀12-13
- 1.4 支承輥材料的摩擦磨損13-14
- 1.4.1 摩擦磨損的定義13-14
- 1.4.2 摩擦磨損的分類14
- 1.5 支承輥的熱處理工藝14-16
- 1.5.1 鍛后熱處理15
- 1.5.2 預(yù)備熱處理15
- 1.5.3 最終熱處理15-16
- 1.6 研究的目的和意義16-17
- 1.7 本研究的主要內(nèi)容17-19
- 第2章 試驗內(nèi)容與方法19-27
- 2.1 試驗材料的化學(xué)成分19
- 2.2 試驗流程19-21
- 2.3 摩擦磨損試驗設(shè)備及試驗方法21-22
- 2.4 拉伸試驗設(shè)備及試驗方法22-23
- 2.5 沖擊試驗設(shè)備及試驗方法23-24
- 2.6 硬度試驗設(shè)備及試驗方法24
- 2.7 微觀組織分析24-27
- 2.7.1 掃描電鏡24
- 2.7.2 透射電鏡24-27
- 第3章 預(yù)備熱處理前后Cr5鋼組織和性能分析27-35
- 3.1 概述27
- 3.2 Cr5鋼的物相分析27-28
- 3.3 調(diào)質(zhì)處理對Cr5鋼組織和性能的影響28-33
- 3.3.1 調(diào)質(zhì)處理前顯微組織28
- 3.3.2 調(diào)質(zhì)處理對Cr5鋼組織的影響28-29
- 3.3.3 Cr5鋼調(diào)質(zhì)后的力學(xué)性能29-30
- 3.3.4 拉伸斷.形貌分析30-31
- 3.3.5 沖擊斷.形貌分析31-33
- 3.4 本章小結(jié)33-35
- 第4章 淬火溫度對Cr5鋼組織和性能的影響35-49
- 4.1 概述35
- 4.2 淬火溫度對Cr5鋼組織的影響35-36
- 4.3 淬火溫度對Cr5鋼硬度的影響36-38
- 4.4 淬火溫度對Cr5鋼摩擦磨損性能的影響38-44
- 4.4.1 Cr5鋼支承輥的耐磨性簡介38
- 4.4.2 五組試樣在不同試驗參數(shù)下的磨損失重量38-40
- 4.4.3 摩擦磨損形貌分析40-44
- 4.5 淬火溫度對Cr5鋼摩擦系數(shù)穩(wěn)定性影響44-46
- 4.6 本章小結(jié)46-49
- 第5章 回火溫度對Cr5鋼組織和性能的影響49-59
- 5.1 概述49
- 5.2 回火溫度對Cr5鋼顯微組織的影響49-50
- 5.3 回火溫度對Cr5鋼硬度的影響50-51
- 5.4 回火溫度對Cr5鋼碳化物形態(tài)和基體的影響51-54
- 5.4.1 回火溫度對Cr5鋼碳化物形態(tài)的影響51-52
- 5.4.2 回火溫度對Cr5鋼基體組織的影響52-54
- 5.5 回火溫度對Cr5鋼力學(xué)性能的影響54-57
- 5.5.1 力學(xué)性能測試54-55
- 5.5.2 拉伸斷.形貌分析55-56
- 5.5.3 沖擊斷.形貌分析56-57
- 5.6 本章小結(jié)57-59
- 第6章 結(jié)論59-61
- 參考文獻(xiàn)61-65
- 致謝65-66
- 攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果66
【參考文獻(xiàn)】
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，本文編號：1012332
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