本文關(guān)鍵詞：40Mn2鍛球缺陷成因分析及制備工藝優(yōu)化

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【摘要】：近年來(lái),中碳鋼鍛球以其成本低廉,制造工藝簡(jiǎn)單,性能適宜而受到了廣大礦山、水泥等需要破碎磨料行業(yè)的青睞。40Mn2作為一種有效的鍛球材料被鍛球生產(chǎn)廠家廣泛應(yīng)用。然而,實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中卻存在著40Mn2材料的性能很難適合現(xiàn)實(shí)的工況條件而出現(xiàn)諸如硬度和韌性得不到很好兼顧等問(wèn)題。某鑄鍛廠在生產(chǎn)40Mn2鍛球過(guò)程中鍛球不時(shí)會(huì)出現(xiàn)裂紋和心部孔洞等缺陷。本文針對(duì)某鑄鍛廠生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的缺陷鍛球開(kāi)展相關(guān)研究與分析,分析缺陷產(chǎn)生原因,優(yōu)化制備工藝。研究結(jié)果表明:40Mn2鍛球出現(xiàn)的失效形式是心部孔洞和裂紋;孔洞、裂紋成因是由于鍛造坯料存在帶狀組織,鍛球淬火心部存在魏氏組織以及Mn元素偏析導(dǎo)致的馬氏體組織。1200℃保溫12h可以消除鍛造坯料中的帶狀組織,但能耗和成本不適宜鍛鑄工廠采用;860℃保溫1h+840℃保溫1h二次正火復(fù)合處理工藝可以顯著消除帶狀組織,消除Mn元素偏析,能耗較低,是一種較適宜的熱處理工藝。鍛球心部冷速為7.3℃/s。以920℃淬火,心部冷速處于魏氏組織生成冷速區(qū)間15.3℃/s~1.5℃/s,心部組織中可見(jiàn)魏氏組織;優(yōu)化鍛球淬火溫度至860℃,心部冷速避開(kāi)魏氏組織生成冷速區(qū)間7.0℃/s~3.9℃/s,心部組織中未見(jiàn)魏氏組織。最終優(yōu)化制備工藝為:鍛造坯料二次正火—鍛造坯料加熱至1100℃—自由鍛鍛成球狀—860℃淬火—250℃×2h回火。對(duì)比工藝改進(jìn)后鍛球與原始鍛球組織和性能,工藝改進(jìn)后鍛球未見(jiàn)缺陷組織,硬度提高3HRC,淬硬層提高4mm,沖擊韌性提高35J/cm2。
【關(guān)鍵詞】：40Mn2鍛球 缺陷成因 帶狀組織 魏氏體 工藝優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TG316.192
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-21
• 1.1 引言8
• 1.2 磨球材質(zhì)發(fā)展現(xiàn)狀與失效分析8-12
• 1.2.1 鉻系白.鑄鐵球8-10
• 1.2.2 中高碳合金鋼鍛球10-11
• 1.2.3 其他磨球11
• 1.2.4 磨球失效分析11-12
• 1.3 鋼中帶狀組織12-17
• 1.3.1 帶狀組織的形態(tài)及形成機(jī)制12-14
• 1.3.2 帶狀組織對(duì)性能的影響14-16
• 1.3.3 帶狀組織消除工藝研究16-17
• 1.4 鋼中魏氏組織研究17-19
• 1.4.1 影響魏氏組織生成的因素18-19
• 1.4.2 魏氏組織形成機(jī)制19
• 1.5 本課題研究的目的與意義19-21
• 第二章 試驗(yàn)過(guò)程及研究方法21-25
• 2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)思路21-22
• 2.2 試驗(yàn)儀器設(shè)備22
• 2.3 力學(xué)性能測(cè)試22-23
• 2.3.1 洛氏硬度測(cè)試22
• 2.3.2 維氏硬度測(cè)試22-23
• 2.3.3 擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)23
• 2.3.4 抗拉性能測(cè)試23
• 2.4 顯微組織分析23-25
• 2.4.1 金相組織分析23-24
• 2.4.2 掃描電鏡+能譜儀分析24-25
• 第三章 40Mn2鍛球組織與性能分析及缺陷成因探討25-43
• 3.1 引言25
• 3.2 40Mn2缺陷鍛球組織觀察及性能測(cè)試25-29
• 3.2.1 試驗(yàn)方案25
• 3.2.2 試驗(yàn)結(jié)果與討論25-29
• 3.2.2.1 缺陷樣微觀形貌分析25-28
• 3.2.2.2 淬硬層測(cè)試結(jié)果分析28-29
• 3.3 40Mn2鍛球鍛造坯料組織觀察與性能測(cè)試29-34
• 3.3.1 試驗(yàn)方案29
• 3.3.2 試驗(yàn)結(jié)果與討論29-34
• 3.3.2.1 鍛造坯料成分分析及微觀形貌29-31
• 3.3.2.2 鍛造坯料缺陷評(píng)級(jí)及力學(xué)性能測(cè)試31-34
• 3.4 40Mn2鍛球成品心部組織特征及馬氏體組織形成成因分析34-37
• 3.4.1 試驗(yàn)方案34
• 3.4.2 結(jié)果分析與討論34-37
• 3.4.2.1 鍛球心部組織特征34-36
• 3.4.2.2 心部馬氏體組織形成成因分析36-37
• 3.5 淬火過(guò)程中魏氏組織形成工藝分析37-42
• 3.5.1 引言37
• 3.5.2 不同淬火溫度下冷卻速度對(duì)魏氏組織生成的影響37-42
• 3.5.2.1 試驗(yàn)方法37
• 3.5.2.2 試驗(yàn)結(jié)果與討論37-42
• 3.6 本章小結(jié)42-43
• 第四章 40Mn2鍛球制備工藝優(yōu)化43-58
• 4.1 引言43
• 4.2 帶狀組織消除工藝優(yōu)化研究43-51
• 4.2.1 擴(kuò)散退火對(duì) 40Mn2帶狀組織的影響43-46
• 4.2.1.1 試驗(yàn)方案43-44
• 4.2.1.2 試驗(yàn)結(jié)果與討論44-46
• 4.2.2 正火工藝對(duì) 40Mn2帶狀組織的影響46-49
• 4.2.2.1 試驗(yàn)方案46
• 4.2.2.2 試驗(yàn)結(jié)果與討論46-49
• 4.2.3 復(fù)合熱處理消除帶狀組織效果探討49-51
• 4.2.3.1 試驗(yàn)方案49
• 4.2.3.2 試驗(yàn)結(jié)果與討論49-51
• 4.3 淬火工藝優(yōu)化研究51-54
• 4.3.1 試驗(yàn)方案51-52
• 4.3.2 試驗(yàn)結(jié)果與討論52-54
• 4.4 工藝優(yōu)化后鍛球組織與性能54-57
• 4.4.1 試驗(yàn)方案54-55
• 4.4.2 試驗(yàn)結(jié)果55-57
• 4.5 本章小結(jié)57-58
• 第五章 結(jié)論58-59
• 參考文獻(xiàn)59-63
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文63-64
• 致謝64-65

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 劉云旭;低碳合金鋼中帶狀組織的成因、危害和消除[J];金屬熱處理;2000年12期

2 陳濤;時(shí)彥林;;20CrMo棒材帶狀組織的控制研究[J];熱加工工藝;2007年02期

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本文編號(hào)：651853