本文關(guān)鍵詞：23MnNiCrMo54鋼的貝氏體轉(zhuǎn)變及球化退火后的組織性能研究

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【摘要】：23MnNiCrMo54鋼(以下簡(jiǎn)稱(chēng)54鋼)因綜合力學(xué)性能優(yōu)良而被廣泛應(yīng)用于采煤設(shè)備及運(yùn)輸機(jī)械等設(shè)備上的傳動(dòng)鏈。然而實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,54鋼存在碳化物球化效果差、生產(chǎn)周期長(zhǎng)等技術(shù)問(wèn)題,大大制約了國(guó)內(nèi)大規(guī)格鏈條鋼的生產(chǎn)及應(yīng)用。本文著重研究了Φ26mm規(guī)格的熱軋態(tài)54鋼鋼棒的貝氏體轉(zhuǎn)變行為以及在不同球化退火工藝下的組織演變特性及力學(xué)性能,為實(shí)現(xiàn)大規(guī)格鏈條鋼的穩(wěn)定生產(chǎn)提供理論及技術(shù)支持。本文采用熱膨脹法、OM、SEM等方法研究了54鋼相轉(zhuǎn)變特性、貝氏體等溫轉(zhuǎn)變動(dòng)力學(xué)行為,分析了不同球化退火工藝下碳化物的球化效果及其對(duì)54鋼最終力學(xué)性能的影響規(guī)律。取得如下主要研究結(jié)果:Φ26mm規(guī)格熱軋態(tài)54鋼的組織以粒狀貝氏體為主,存在明顯的偏析帶,且其上主要聚集著粒狀貝氏體及馬氏體。該鋼的相轉(zhuǎn)變點(diǎn)溫度Ac1、Ac3及Ms分別為:715℃,807℃,370℃。在400~500℃間進(jìn)行貝氏體等溫轉(zhuǎn)變時(shí),隨著等溫溫度升高,貝氏體轉(zhuǎn)變量減少。在400℃等溫時(shí),貝氏體轉(zhuǎn)變量最大。系統(tǒng)分析了亞溫球化退火溫度及時(shí)間對(duì)54鋼組織的影響。54鋼在不同溫度(660~690℃)退火5 h后,發(fā)現(xiàn)退火溫度較低(660℃)時(shí),組織中存在未完全分解的M-A島狀組織。在較高溫度(680℃及690℃)退火時(shí),偏析帶處均出現(xiàn)了粗大條狀的碳化物。退火溫度為670℃時(shí),碳化物球化效果最好。54鋼在670℃球化不同時(shí)間后,發(fā)現(xiàn)球化退火時(shí)間較短(2 h)時(shí),M-A島狀組織分解不完全。隨著退火時(shí)間的增加,尺寸小的碳化物部分溶解,尺寸大的碳化物不斷聚集長(zhǎng)大及球化。當(dāng)退火時(shí)間為11 h,碳化物明顯聚集長(zhǎng)大。研究了一種新型的兩段式球化退火工藝(第二階段退火工藝均為670℃×5 h),對(duì)比54鋼在初始階段退火溫度為450~500℃及30 min時(shí)間條件下的組織,發(fā)現(xiàn)初始階段溫度為400℃時(shí),碳化物呈球狀均勻分布,有少量的短棒狀碳化物存在,其碳化物球化效果最好。對(duì)比分析了54鋼經(jīng)亞溫球化退火處理及兩段式球化退火預(yù)處理后的力學(xué)性能,結(jié)果表明:球化預(yù)處理工藝為400℃×30 min+670℃×5 h時(shí),54鋼屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、斷面收縮率相比于其他球化熱處理工藝,均達(dá)到最大值,分別為1149 MPa、1260MPa、68.3%,其延伸率也達(dá)到較大值,為16.1%,沖擊功達(dá)到139 J。球化預(yù)處理工藝對(duì)54鋼的最終使用性能有著較大的影響,即碳化物球化越好,其最終使用的力學(xué)性能越好。
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TG142.1;TG161

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本文編號(hào)：1210928