發(fā)布時間：2017-10-31 02:31

  本文關(guān)鍵詞：變形中錳鋼的熱變形行為及其熱處理特性研究

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【摘要】：錳元素擴大奧氏體相區(qū),因而中錳鋼具有很高的淬透性,區(qū)別于奧氏體高錳鋼,中錳鋼可以通過適當?shù)臒崽幚砉に嚳刂破浣M織轉(zhuǎn)變,在較大的冷速范圍內(nèi)獲得馬氏體組織。本文設(shè)計開發(fā)中錳鋼,以變形中錳鋼(5%-7%Mn)為研究對象,結(jié)合熱力學與動力學計算軟件對其相轉(zhuǎn)變特性進行計算機數(shù)值計算,并進一步對熱變形行為及熱處理特性進行了系統(tǒng)的試驗研究。本文利用Thermo-Calc軟件對偽二元相圖以及平衡態(tài)相組成及含量進行理論計算,用以進行化學成份篩選;金屬材料相圖及物理性能計算軟件JMatPro對CCT及TTT曲線進行理論模擬計算,得到不同成分試驗鋼的相轉(zhuǎn)變特性理論計算結(jié)果。采用物理模擬試驗方法,利用Gleeble-3500熱模擬試驗機對變形中錳鋼進行熱拉伸和熱壓縮試驗,熱拉伸試驗結(jié)果確定了最佳始鍛溫度為1200℃,最佳終鍛溫度應(yīng)不低于950℃。試驗鋼在900-1200℃溫度范圍內(nèi)塑性良好;熱壓縮變形組織在晶界發(fā)生動態(tài)再結(jié)晶,6#(0.25C6Mn)試驗鋼在應(yīng)變速率0.1s-1時950℃明顯有較多細小動態(tài)再結(jié)晶晶粒,應(yīng)變速率0.5s-1時950℃剛剛發(fā)生動態(tài)再結(jié)晶。進行了系統(tǒng)的淬火溫度試驗和回火組織轉(zhuǎn)變試驗,并采用掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)及X射線衍射(XRD)等手段分析其微觀組織結(jié)構(gòu)。優(yōu)選得到最佳淬火溫度。對回火過程中的馬氏體組織轉(zhuǎn)變規(guī)律及硬度進行研究,650℃回火馬氏體板條界處有細小彌散顆粒狀析出相,其Cr和Mo元素含量較高。殘余奧氏體呈現(xiàn)出很好的穩(wěn)定性,回火溫度高達650℃時仍有2.6%穩(wěn)定存在。硬度隨回火溫度升高呈階梯型下降,回火過程中無二次硬化現(xiàn)象產(chǎn)生通過上述基礎(chǔ)性研究工作,對變形中錳鋼的熱變形行為以及熱處理特性獲得了較為清楚的認識,為其熱加工工藝提供了理論依據(jù),進而可在工程實踐中優(yōu)化鍛造熱處理工藝使其獲得優(yōu)良的使用性能。
【關(guān)鍵詞】：變形中錳鋼 相圖 熱變形 淬火 回火
【學位授予單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG142.1;TG161
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-20
• 1.1 選題背景及意義11
• 1.2 中錳鋼的發(fā)展現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 奧氏體基高碳中錳鋼11-13
• 1.2.2 馬氏體基低碳中錳鋼13-14
• 1.3 合金元素在錳鋼中的作用14-16
• 1.4 中錳鋼的熱變形行為16-17
• 1.5 鋼的淬火與回火17-18
• 1.6 JMat Pro與Thermo-Calc模擬計算軟件18-19
• 1.6.1 JMat Pro模擬計算18
• 1.6.2 Thermo-Calc模擬計算18-19
• 1.6.3 微量鈮在鋼中的作用19
• 1.7 主要研究思路和內(nèi)容19-20
• 第2章 試驗材料及研究方法20-26
• 2.1 試驗材料20-21
• 2.2 熱變形試驗21-22
• 2.2.1 熱壓縮試驗方法與工藝21-22
• 2.2.2 熱拉伸試驗與工藝參數(shù)22
• 2.3 淬火回火參數(shù)試驗22-23
• 2.3.1 淬火組織和性能試驗22-23
• 2.3.2 回火組織和性能試驗23
• 2.4 組織分析及物理性能分析方法23-26
• 2.4.1 相變點的測定23
• 2.4.2 硬度測試23
• 2.4.3 電阻率測試23-24
• 2.4.4 X射線衍射（XRD）物相分析24
• 2.4.5 金相組織分析24
• 2.4.6 掃描電鏡（SEM）分析24
• 2.4.7 透射電鏡（TEM）分析24
• 2.4.8 電子背散射衍射（EBSD）分析24-26
• 第3章 試驗材料的計算分析及成分設(shè)計26-37
• 3.1 M-C偽二元相圖26-31
• 3.2 熱物性能參數(shù)計算分析31-32
• 3.3 CCT及TTT曲線計算分析32-34
• 3.4 Nb的析出熱力學研究34-35
• 3.5 本章小結(jié)35-37
• 第4章 變形中錳鋼的熱變形行為研究37-53
• 4.1 熱壓縮試驗研究37-44
• 4.1.1 流變曲線分析37-39
• 4.1.2 不同熱變形條件下的顯微組織39-43
• 4.1.3 EBSD分析43-44
• 4.2 熱拉伸試驗研究44-52
• 4.2.1 真應(yīng)力-應(yīng)變曲線44-46
• 4.2.2 材料高溫塑性及強度46-49
• 4.2.3 斷口形貌分析49-51
• 4.2.4 斷口附近金相組織分析51-52
• 4.3 本章小結(jié)52-53
• 第5章 變形中錳鋼的熱處理特性研究53-70
• 5.1 臨界點的測定53
• 5.2 淬火加熱對組織和性能的影響53-57
• 5.2.1 硬度測試53-54
• 5.2.2 顯微組織觀察與分析54-57
• 5.3 回火過程中組織和性能變化規(guī)律57-69
• 5.3.1 硬度測試結(jié)果分析57-58
• 5.3.2 電阻率結(jié)果分析58-59
• 5.3.3 光學顯微組織觀察與分析59-61
• 5.3.4 SEM微觀組織觀察與分析61-63
• 5.3.5 TEM微觀結(jié)構(gòu)觀察與分析63-67
• 5.3.6 XRD物相及晶格參數(shù)分析67-69
• 5.4 本章小結(jié)69-70
• 結(jié)論70-71
• 參考文獻71-75
• 攻讀碩士學位期間承擔的科研任務(wù)與主要成果75-76
• 致謝76

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