本文關(guān)鍵詞：M50鋼熱變形行為及其微觀組織研究

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【摘要】：M50鋼是一種綜合性能優(yōu)良的高溫軸承鋼,其服役溫度可達315℃,但其鑄錠中存在的共晶碳化物沿棒料方向呈條狀不均勻分布,這嚴重影響到了M50鋼的接觸疲勞強度和使用壽命。本文研究了熱處理和熱變形對M50鋼中的大塊碳化物的形態(tài)和分布的影響,同時建立了M50鋼的高溫本構(gòu)關(guān)系和熱加工圖,并利用M50鋼的本構(gòu)關(guān)系建立了M50鋼的材料模型,利用DEFORM-3D對軸承套圈的碾擴過程進行了有限元模擬,優(yōu)化了碾擴過程的相關(guān)工藝參數(shù)。M50鋼的熱變形過程中,其真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線經(jīng)過彈性變形階段的應(yīng)力迅速上升后逐漸趨于平緩或下降,且溫度越高,應(yīng)變速率越低,動態(tài)再結(jié)晶所進行的越充分,流變應(yīng)力的值也越小。在Murty失穩(wěn)判據(jù)下建立了M50鋼的熱加工圖,在真應(yīng)變量為0.8時,M50鋼的最佳熱加工區(qū)域分別是900~975℃,0.01~0.05s-1和1050~1100℃,0.01~1s-1以及1100~1150℃,0.06~1s-1的區(qū)域。M50鋼淬火后的組織為馬氏體+殘余奧氏體+碳化物,隨著溫度的升高,馬氏體相對含量減少,殘余奧氏體相對含量明顯增多,碳化物MC、M2C和M6C逐漸減少,其中粒狀碳化物在1100℃消失殆盡,而大塊狀碳化物(3μm2)幾乎不發(fā)生溶解。在1100℃以下保溫40min,M50鋼晶粒尺寸基本不長大;在1150℃時發(fā)生過熱現(xiàn)象;熱處理溫度上升到1200℃時,晶粒尺寸急劇長大同時發(fā)生過燒現(xiàn)象。在M50鋼熱壓縮過程中,試樣兩端難變形區(qū)的大塊碳化物基本不發(fā)生溶解,中間大變形區(qū)的碳化物發(fā)生了破碎和溶解,體積分數(shù)明顯減少,周向小變形區(qū)碳化物基本溶解消失完,在高溫高應(yīng)變速率下容易出現(xiàn)空洞。在熱變形過程中,應(yīng)變速率越小,變形溫度越高,應(yīng)變量越大,再結(jié)晶進行的越充分,再結(jié)晶晶粒尺寸越大。利用DEFORM-3D對M50鋼環(huán)件在不同工藝參數(shù)下碾擴過程進行模擬,同時結(jié)合熱加工圖對模擬結(jié)果進行了對比分析,驗證了M50鋼熱加工圖的正確性,同時得到了最優(yōu)化的工藝參數(shù):驅(qū)動輥轉(zhuǎn)速為75~90r/min,驅(qū)動輥進給速度為4~6mm/s,初始輾擴溫度為1050~1070℃。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG142.1

【參考文獻】

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本文編號：1200014