本文關(guān)鍵詞：無鋁超高碳鋼三步退火工藝的研究

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【摘要】：在常規(guī)鑄造下,超高碳鋼極易析出粗大的網(wǎng)狀碳化物,造成超高碳鋼的脆性很大,因而限制了其在工程上的應(yīng)用。本文從成分設(shè)計(jì)和簡(jiǎn)化熱處理工藝入手,針對(duì)一種無鋁超高碳鋼采取三步退火工藝,注重退火工藝參數(shù)的控制,以使材料組織中的碳化物和珠光體顆粒明顯細(xì)化,進(jìn)而可以使材料的強(qiáng)韌性得以提升,促進(jìn)超高碳鋼作為新型鋼鐵材料的應(yīng)用。本文利用XRD物相分析、金相組織形態(tài)觀察、洛氏硬度、顯微硬度、拉伸強(qiáng)度及沖擊韌性等測(cè)試研究了Fe-1.58C-1.97Cr-0.26Si-0.73Mn-0.09Mo超高碳鋼在不同退火條件下組織結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本實(shí)驗(yàn)所設(shè)計(jì)的Fe-1.58C-1.97Cr-0.26Si-0.73Mn-0.09Mo超高碳鋼,鑄態(tài)組織沒有大量的網(wǎng)狀碳化物析出,并且碳化物尺寸較小,總量較少;在加熱到860℃保溫2h然后以3℃/s的冷卻速度冷到760℃(A1)等溫1h的三步退火工藝條件下,可以獲得細(xì)小顆粒狀碳化物與細(xì)小珠光體共混的組織。研究表明,實(shí)驗(yàn)用鋼隨著退火加熱溫度的升高,退火組織中的碳化物形貌由較大形狀不規(guī)則塊狀、網(wǎng)狀轉(zhuǎn)變到細(xì)小均勻分布的顆粒狀再變到大小不均勻的顆粒狀,隨之材料的拉伸強(qiáng)度值和沖擊韌性值均呈現(xiàn)先增大后減小的變化規(guī)律。860℃左右的退火溫度比較適宜;隨著退火加熱后冷卻速度的減小,組織中的碳化物先是呈現(xiàn)大小不均勻的塊狀,之后呈現(xiàn)細(xì)小顆粒狀,再以獨(dú)立的大塊狀形式析出,使得材料的拉伸強(qiáng)度呈現(xiàn)越來越小的態(tài)勢(shì),而沖擊韌性值卻逐漸增大。3℃/s左右的冷卻速度有利于獲得良好的綜合力學(xué)性能;在共析階段停留1.0h左右的時(shí)間,可以獲得細(xì)小顆粒狀碳化物與細(xì)小珠光體共混的組織,從而使材料拉伸強(qiáng)度值達(dá)到1050 MPa,沖擊韌性達(dá)到19.1J。
【關(guān)鍵詞】：無鋁超高碳鋼 退火溫度 退火冷速 共析等溫時(shí)間 力學(xué)性能
【學(xué)位授予單位】：天津理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG161
【目錄】：

• 中文摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-18
• 1.1 引言9
• 1.2 超高碳鋼成分設(shè)計(jì)與加工技術(shù)9-16
• 1.2.1 超高碳鋼成分設(shè)計(jì)9-12
• 1.2.2 超高碳鋼合金化強(qiáng)化理論12
• 1.2.3 超高碳鋼的加工技術(shù)12-16
• 1.3 選題依據(jù)和意義16
• 1.4 本課題的研究目的與研究?jī)?nèi)容16-18
• 第二章 材料制備及實(shí)驗(yàn)方法18-23
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料的選擇18-19
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)用材成分設(shè)計(jì)18-19
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)用材的熔煉和鑄造19
• 2.2 相變點(diǎn)測(cè)定19
• 2.3 熱處理工藝19-20
• 2.4 組織結(jié)構(gòu)分析20-21
• 2.4.1 物相分析20
• 2.4.2 顯微組織觀察20-21
• 2.5 力學(xué)性能測(cè)試21-23
• 2.5.1 洛氏硬度測(cè)試21
• 2.5.2 顯微硬度測(cè)試21
• 2.5.3 拉伸性能測(cè)試21
• 2.5.4 沖擊性能測(cè)試21-23
• 第三章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析23-37
• 3.1 實(shí)驗(yàn)用材鑄態(tài)試樣物相及顯微組織結(jié)構(gòu)特征分析23-26
• 3.1.1 溫度-相組成關(guān)系分析23-24
• 3.1.2 實(shí)驗(yàn)用材鑄態(tài)物相分析24
• 3.1.3 實(shí)驗(yàn)用材鑄態(tài)顯微組織特征分析24-25
• 3.1.4 實(shí)驗(yàn)用材與含鋁超高碳鋼組織分析25-26
• 3.1.5 小結(jié)26
• 3.2 退火加熱溫度對(duì)實(shí)驗(yàn)用材組織結(jié)構(gòu)狀態(tài)的影響26-29
• 3.2.1 熱力學(xué)分析26-27
• 3.2.2 不同退火加熱溫度試樣物相分析27
• 3.2.3 不同退火溫度試樣顯微組織結(jié)構(gòu)特征分析27-29
• 3.2.4 小結(jié)29
• 3.3 退火加熱后的冷卻速度對(duì)組織結(jié)構(gòu)狀態(tài)的影響29-32
• 3.3.1 CCT曲線分析29-30
• 3.3.2 退火加熱后的不同冷卻速度試樣物相分析30-31
• 3.3.3 退火加熱后的不同冷卻速度試樣組織特征分析31-32
• 3.3.4 小結(jié)32
• 3.4 共析等溫時(shí)間對(duì)組織結(jié)構(gòu)狀態(tài)的影響32-35
• 3.4.1 共析等溫不同時(shí)間試樣物相分析32-33
• 3.4.2 共析等溫不同時(shí)間試樣組織特征分析33-35
• 3.4.3 小結(jié)35
• 3.5 本章小結(jié)35-37
• 第四章 不同退火工藝組織的力學(xué)性能研究37-40
• 4.1 不同退火溫度試樣力學(xué)性能37-38
• 4.2 退火加熱后的不同冷卻速度試樣力學(xué)性能38
• 4.3 共析等溫不同時(shí)間試樣力學(xué)性能38-39
• 4.4 本章小結(jié)39-40
• 結(jié)論40-41
• 參考文獻(xiàn)41-44
• 發(fā)表論文和科研情況說明44-45
• 致謝45-46

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1131087