發(fā)布時間：2017-11-01 09:09

  本文關鍵詞：一種Q-P-T熱處理的新工藝研究

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【摘要】：從保護環(huán)境,節(jié)約能源角度來看,國家需要大力研發(fā)低成本且高強塑性的第三代先進高強鋼,以此來實現(xiàn)汽車用鋼的輕量化。本文根據(jù)徐祖耀院士提出了通過淬火-碳分配-回火(Q-P-T)熱處理工藝,結合熱變形技術,提出經過熱變形、馬氏體相變和碳分配的設計思想。本文設計的中碳鋼的成分為0.41C-0.24Si-0.58Mn-0.88Cr-0.014Ni(wt.%),經過熱處理過程,來研究實驗鋼的力學性能,利用掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)、X射線衍射(XRD)和力學性能測試方法,來測定實驗鋼的顯微組織與力學性能。本文的主要研究內容和研究成果如下:(1)設計出實驗鋼的成分為Fe-0.41C-0.24Si-0.58Mn-0.88Cr-0.014Ni(wt.%),結合熱變形、相變和碳分配熱處理思想,試驗工藝為:將實驗鋼加熱到奧氏體區(qū)保溫使組織變得均勻,然后進行熱變形產生動態(tài)再結晶產生晶粒細化。然后快速淬火到Ms和Mf之間某一溫度,再進行回火處理使得馬氏體中的碳充分擴散到殘余奧氏體中,得到富碳殘余奧氏體。(2)熱變形下,Q-P-T熱處理得到的鋼的顯微組織為板條馬氏體組織和殘余奧氏體。當回火時間較長時,組織中的殘余奧氏體會發(fā)生分解得到ε-碳化物和滲碳體。經過XRD測試,經過變形的Q-P-T鋼中可以得到更多的殘余奧氏體,同時殘余奧氏體的存在有效的阻礙了裂紋擴展,提高鋼的塑性。(3)通過力學性能的測試,在300℃淬火,400℃回火/30s得到的強塑積最大達到27.15GPa%,這些力學性能滿足了第三代先進高強度鋼的要求。熱變形+Q-P-T熱處理得到的組織為板條馬氏體和殘余奧氏體,這種復相組織的存在,既保證了鋼擁有高的強度,又保證了好的塑性。殘余奧氏體在變形過程中會產生相變誘發(fā)塑性效應和殘余奧氏體阻礙裂紋擴展效應,這兩個效應的存在保證了鋼具有優(yōu)良的塑性。本文中的實驗鋼經過熱變形后再在不同Q-P-T條件下進行熱處理,實驗鋼的力學性能得到了很大提高,相較于傳統(tǒng)的熱處理工藝,這種熱處理工藝拓寬了鋼的適用范圍。
【關鍵詞】：先進高強度鋼 熱變形 淬火-分配-回火工藝 強塑積 顯微組織 力學性能
【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】：TG161
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 課題背景及意義10-12
• 1.2 先進高強鋼的發(fā)展歷史與研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 雙相鋼13
• 1.2.2 相變誘發(fā)塑性(TRIP)鋼13
• 1.2.3 馬氏體鋼13
• 1.2.4 孿晶誘發(fā)塑性(TWIP)鋼13-14
• 1.2.5 Q&P鋼14-15
• 1.3 Q-P-T鋼的研究現(xiàn)狀15-17
• 1.4 鋼的強化機制17-18
• 1.5 本文研究內容18-20
• 第2章 實驗方案20-30
• 2.1 實驗鋼的成分設計20-21
• 2.2 實驗鋼的組織設計21
• 2.3 實驗目的21-22
• 2.4 熱模擬實驗22-28
• 2.4.1 實驗鋼相變點的測定22-23
• 2.4.2 熱變形+Q-P-T熱處理參數(shù)的確定23-28
• 2.5 顯微組織觀察28
• 2.6 殘余奧氏體的測定28
• 2.7 機械性能的測定28-29
• 2.8 本章小結29-30
• 第3章 Q-P-T熱處理鋼的微觀組織分析30-47
• 3.1 動態(tài)再結晶30-32
• 3.2 熱變形后Q-P-T熱處理實驗過程32-34
• 3.3 不同熱處理條件下的顯微組織34-46
• 3.3.1 不同淬火溫度下的顯微組織34-39
• 3.3.2 不同回火/碳分配時間下的顯微組織39-44
• 3.3.3 一步法Q&P熱處理微觀組織44-45
• 3.3.4 無變形Q-P-T鋼的微觀組織45-46
• 3.4 本章小結46-47
• 第4章Q-P-T熱處理鋼的力學性能分析47-54
• 4.1 不同淬火溫度下的力學性能47-49
• 4.2 不同回火/碳分配時間下的力學性能49-51
• 4.3 一步法Q&P熱處理的鋼的力學性能51-52
• 4.4 無變形Q-P-T鋼的力學性能52
• 4.5 本章小結52-54
• 第5章Q-P-T鋼的強韌化機理研究54-61
• 5.1 細晶強化對Q-P-T鋼的影響54-56
• 5.2 殘余奧氏體對鋼的影響56-59
• 5.2.1 Q-P-T鋼中殘余奧氏體的含量56-58
• 5.2.2 殘余奧氏體對鋼塑性的影響58-59
• 5.3 相變強化對鋼的影響59
• 5.4 本章小結59-61
• 結論61-63
• 參考文獻63-67
• 攻讀碩士學位期間承擔的科研任務與主要成果67-68
• 致謝68-69
• 作者簡介69

【參考文獻】

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本文編號：1126147