傳動(dòng)軸是航空發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵部件。隨著航空工業(yè)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的性能不斷提高,對(duì)傳動(dòng)軸材料提出了大功率、高轉(zhuǎn)速、大變形和大機(jī)動(dòng)過載下安全運(yùn)行的苛刻要求。GE1014鋼具有超高的強(qiáng)度、良好的塑韌性匹配和抗疲勞斷裂的性能被應(yīng)用在航空發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)軸上。國(guó)內(nèi)GE1014鋼相關(guān)研究較少,為促進(jìn)我國(guó)在航空發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)軸領(lǐng)域的進(jìn)步,支持我國(guó)航空事業(yè)的快速發(fā)展,對(duì)GE1014超高強(qiáng)度鋼的基礎(chǔ)研究勢(shì)在必行。本論文主要以一種新型的航空發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)軸用GE1014鋼為研究對(duì)象,采用膨脹儀測(cè)試、拉伸、沖擊、硬度等試驗(yàn)方法和金相、SEM、TEM、XRD等顯微組織分析方法,對(duì)GE1014鋼的相變點(diǎn)、力學(xué)性能與微觀組織進(jìn)行了系統(tǒng)分析研究,得到了試驗(yàn)鋼力學(xué)性能隨熱處理工藝的變化規(guī)律曲線,并重點(diǎn)分析了回火過程中碳化物和逆轉(zhuǎn)變奧氏體的析出演變規(guī)律,最終確定了GE1014鋼的最佳熱處理工藝,本文取得的主要成果包括:測(cè)得GE1014鋼的相變點(diǎn)Ac_1為520℃,Ac_3為780℃,Ms為150℃。試驗(yàn)鋼具有非常好的淬透性,以200℃/h的冷卻速度冷卻至室溫后仍均可以得到馬氏體組織。高Co、Ni含量的GE1014鋼合金體系的相變點(diǎn)(Ms、A_(C 1)、A_(C 3))適合采用安德魯斯經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算,計(jì)算值和實(shí)測(cè)值吻合較好,偏差不超過70℃。GE1014鋼在860℃淬火后,在馬氏體基體上仍存在較多的細(xì)小未溶碳化物,此時(shí)由于細(xì)小未溶碳化物的晶界釘扎作用,得到細(xì)小的晶粒組織;當(dāng)淬火溫度高于900℃后,可以得到完全固溶的馬氏體組織,但淬火晶粒組織發(fā)生了粗化。推薦GE1014鋼最佳的淬火溫度和回火溫度分別為900℃和520℃。GE1014鋼在420℃回火后,析出的碳化物主要為粗大的片狀滲碳體組織,此時(shí)鋼的韌性較低;當(dāng)回火溫度升高至480℃時(shí),在板條馬氏體基體上析出大量細(xì)小彌散M_2C碳化物和薄膜狀的逆轉(zhuǎn)變奧氏體,此時(shí)試驗(yàn)鋼的抗拉強(qiáng)度達(dá)到峰值;隨著回火溫度進(jìn)一步升高至520℃時(shí),M_2C碳化物發(fā)生了粗化和熟化,但仍能保持細(xì)小彌散的分布狀態(tài),基體仍保持為板條馬氏體組織,逆轉(zhuǎn)變奧氏體仍保持為薄膜狀,使得試驗(yàn)鋼在520℃回火后的韌性最佳。當(dāng)高于520℃回火后,逆轉(zhuǎn)變奧氏體的形貌也由薄膜狀轉(zhuǎn)變?yōu)榇执蟮膲K狀,試驗(yàn)鋼的強(qiáng)度和韌性均有所降低。
【學(xué)位單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TG142.1
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 選題背景
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 超高強(qiáng)度鋼的概況
        1.3.1 低合金超高強(qiáng)度鋼
        1.3.2 中合金超高強(qiáng)度鋼
        1.3.3 高合金超高強(qiáng)度鋼
    1.4 二次硬化超高強(qiáng)度鋼的發(fā)展
        1.4.1 二次硬化超高強(qiáng)度鋼的發(fā)展
        1.4.2 二次硬化超高強(qiáng)度鋼的發(fā)展趨勢(shì)
        1.4.3 二次硬化超高強(qiáng)度鋼的強(qiáng)韌化機(jī)理
    1.5 合金元素對(duì)二次硬化超高強(qiáng)度鋼的影響
    1.6 熱處理對(duì)二次硬化型超高強(qiáng)度鋼的影響
        1.6.1 正火和退火熱處理對(duì)二次硬化型超高強(qiáng)度鋼的影響
        1.6.2 淬火熱處理對(duì)二次硬化型超高強(qiáng)度鋼的影響
        1.6.3 冷處理對(duì)二次硬化型超高強(qiáng)度鋼的影響
        1.6.4 回火熱處理對(duì)二次硬化型超高強(qiáng)度鋼的影響
    1.7 本文主要研究的目的及內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)材料及方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料
    2.2 實(shí)驗(yàn)方法
        2.2.1 熱處理實(shí)驗(yàn)
        2.2.2 力學(xué)性能測(cè)試
        2.2.3 顯微組織分析
        2.2.4 相變點(diǎn)的測(cè)定
        2.2.5 逆轉(zhuǎn)變奧氏體體積分?jǐn)?shù)的測(cè)定
        2.2.6 理論計(jì)算
第三章 試驗(yàn)鋼相變點(diǎn)的研究
    3.1 引言
    3.2 相變點(diǎn)的計(jì)算與實(shí)測(cè)
        3.2.1 相變點(diǎn)的計(jì)算
        3.2.2 熱膨脹法測(cè)試驗(yàn)鋼的相變點(diǎn)
        3.2.3 實(shí)測(cè)值與經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算值對(duì)比
    3.3 C含量對(duì)試驗(yàn)鋼相變點(diǎn)的影響
        3.3.1 C含量對(duì)試驗(yàn)鋼Ms點(diǎn)的影響
c1點(diǎn)與A_c3點(diǎn)溫度的影響'>        3.3.2 C含量對(duì)試驗(yàn)鋼A_c1點(diǎn)與A_c3點(diǎn)溫度的影響
    3.4 Ni含量對(duì)試驗(yàn)鋼相變點(diǎn)的影響
        3.4.1 Ni含量對(duì)試驗(yàn)鋼Ms點(diǎn)溫度的影響
        3.4.2 Ni含量對(duì)試驗(yàn)鋼Ac1和Ac3點(diǎn)溫度的影響
    3.5 本章小結(jié)
第四章 熱處理對(duì)GE1014鋼組織和性能的影響
    4.1 引言
    4.2 淬火溫度對(duì)GE1014鋼組織性能的影響
        4.2.1 淬火溫度對(duì)GE1014鋼力學(xué)性能的影響
        4.2.2 淬火溫度對(duì)GE1014鋼金相顯微組織的影響
        4.2.3 淬火溫度對(duì)GE1014鋼沖擊斷口形貌的影響
        4.2.5 未溶第二相的分析
        4.2.6 淬火溫度對(duì)GE1014鋼組織與力學(xué)性能的影響綜合分析
    4.3 回火溫度對(duì)GE1014鋼組織性能的影響
        4.3.1 回火溫度對(duì)GE1014鋼力學(xué)性能的影響
        4.3.2 回火溫度對(duì)試驗(yàn)鋼沖擊斷口形貌的影響
        4.3.3 回火溫度對(duì)GE1014鋼金相顯微組織的影響
        4.3.4 回火溫度對(duì)GE1014鋼基體組織的影響
        4.3.5 回火溫度對(duì)GE1014鋼基體析出碳化物的影響
        4.3.6 回火溫度對(duì)GE1014鋼逆轉(zhuǎn)變奧氏體體積分?jǐn)?shù)的影響
    4.4 分析與討論
    4.5 本章小結(jié)
第五章 合金成分對(duì)試驗(yàn)鋼組織性能的影響
    5.1 引言
    5.2 合金元素對(duì)試驗(yàn)鋼力學(xué)性能的影響
    5.3 合金元素對(duì)試驗(yàn)鋼沖擊斷口形貌的影響
    5.4 合金元素對(duì)試驗(yàn)鋼基體組織的影響
    5.5 合金元素對(duì)試驗(yàn)鋼逆轉(zhuǎn)變奧氏體體積分?jǐn)?shù)的影響
    5.6 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 未來展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄：攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2833360