本文關(guān)鍵詞：低合金高強(qiáng)韌非調(diào)質(zhì)鑄鋼的設(shè)計(jì)及組織性能調(diào)控

  更多相關(guān)文章： 非調(diào)質(zhì)鑄鋼 成分設(shè)計(jì) 熱處理 組織性能

【摘要】：隨著汽車工業(yè)的高速發(fā)展以及對(duì)汽車零部件減重的迫切需求，開(kāi)發(fā)工藝簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉的高強(qiáng)度鋼鐵材料是降低油耗、減少排放、提高安全性的必然趨勢(shì)和根本途徑。目前重型商用車普遍存在嚴(yán)重超載的現(xiàn)象，重型商用車的球鐵橋殼斷裂時(shí)有發(fā)生，造成重大經(jīng)濟(jì)損失。低合金鑄鋼與球墨鑄鐵相比具有高的強(qiáng)韌性，若能用鑄鋼代替球鐵制造橋殼，則橋殼使用安全將顯著提高，大大減少橋殼斷裂的現(xiàn)象，具有重大的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。本文正是基于以上考慮，在嚴(yán)格控制成本和不調(diào)質(zhì)的前提下，設(shè)計(jì)鑄鋼成分，優(yōu)化熱處理工藝，旨在開(kāi)發(fā)出一種低合金高強(qiáng)度非調(diào)質(zhì)鑄鋼。 本文研究了各合金元素的作用，確定了添加硅、錳、少量鉻以及一些其他微量合金元素的合金設(shè)計(jì)路線。通過(guò)嚴(yán)格控制原料成本以及考慮合金含量對(duì)組織性能影響，設(shè)計(jì)了三種牌號(hào)的鋼：ZG15Si2Mn3CrB、ZG25Si2Mn2CrB、ZG35Si2Mn2CrB。 所設(shè)計(jì)三種試驗(yàn)鋼經(jīng)880℃正火預(yù)處理+900℃正火后，分別在300℃、340℃、360℃、380℃回火。本文研究了回火溫度對(duì)組織和力學(xué)性能的影響。研究結(jié)果表明：ZG15Si2Mn3CrB經(jīng)880℃正火預(yù)處理+900℃正火處理+300℃回火后組織主要為貝氏體、馬氏體、殘余奧氏體，抗拉強(qiáng)度大于1300MPa，延伸率大于12%；ZG25Si2Mn2CrB經(jīng)880℃正火預(yù)處理+900℃正火處理+360℃回火后組織主要為貝氏體、板條馬氏體束、殘余奧氏體，抗拉強(qiáng)度大于1400MPa，延伸率大于17%；ZG35Si2Mn2CrB經(jīng)880℃正火預(yù)處理+900℃正火處理+380℃回火后組織主要為針狀貝氏體、粒狀貝氏體、細(xì)小板條馬氏體束、殘余奧氏體，抗拉強(qiáng)度大于1500MPa，延伸率大于12%；隨著碳含量的增加，這三中鋼出現(xiàn)最高抗拉強(qiáng)度時(shí)的回火溫度增加；經(jīng)適當(dāng)回火后，殘余奧氏體的穩(wěn)定性增加，，使鋼的力學(xué)性能增加。 本文對(duì)三種試驗(yàn)鋼分別進(jìn)行了亞溫正火實(shí)驗(yàn)，測(cè)試結(jié)果表明：ZG25Si2Mn2CrB抗拉強(qiáng)度達(dá)到1200MPa，延伸率大于18%；組織包括無(wú)碳化物貝氏體、粒狀貝氏體、馬氏體和部分鐵素體。ZG25Si2Mn2CrB在兩相區(qū)保溫時(shí)，組織中未溶鐵素體能夠分割?yuàn)W氏體組織，限制奧氏體的長(zhǎng)大，經(jīng)風(fēng)冷之后，細(xì)小的原奧氏體晶粒轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體和貝氏體，加上部分鐵素體及殘余奧氏體的存在，使試驗(yàn)鋼的強(qiáng)韌性顯著提高。 本文還利用自行設(shè)計(jì)的能夠?qū)崿F(xiàn)在高溫區(qū)快冷中溫區(qū)緩冷的NJ淬火介質(zhì)，對(duì)ZG25Si2Mn2CrB進(jìn)行了淬火實(shí)驗(yàn)，經(jīng)低溫回火后測(cè)試結(jié)果顯示：抗拉強(qiáng)度大于1700MPa，延伸率大于14%；顯微組織中含有大量的下貝氏體和板條馬氏體。組織中較高含量的貝氏體證明了NJ淬火介質(zhì)具有高溫區(qū)快冷、中溫區(qū)緩冷的特性。
【關(guān)鍵詞】：非調(diào)質(zhì)鑄鋼 成分設(shè)計(jì) 熱處理 組織性能
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG142.1;TG161
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-24
• 1.1 研究背景11
• 1.2 高強(qiáng)度鋼的研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 貝氏體鋼分類及其強(qiáng)韌化機(jī)理13-17
• 1.3.1 貝氏體鋼的分類13-16
• 1.3.1.1 Mo-B 系貝氏體鋼13-14
• 1.3.1.2 Mn-B 系貝氏體鋼14
• 1.3.1.3 準(zhǔn)貝氏體鋼14-15
• 1.3.1.4 幾種高強(qiáng)韌準(zhǔn)貝氏鋼15-16
• 1.3.2 貝氏體鋼強(qiáng)韌化機(jī)理16-17
• 1.3.2.1 粒狀貝氏體強(qiáng)韌化機(jī)理16
• 1.3.2.2 下貝氏體/馬氏體復(fù)相組織的強(qiáng)韌機(jī)理16
• 1.3.2.3 無(wú)碳化貝氏體/馬氏體復(fù)相組織的強(qiáng)韌機(jī)理16-17
• 1.4 低合金鋼的亞溫淬火17-22
• 1.4.1 亞溫淬火強(qiáng)韌化機(jī)理17-19
• 1.4.1.1 細(xì)化晶粒17-18
• 1.4.1.2 鐵素體自身強(qiáng)化及其對(duì)裂紋擴(kuò)展的阻礙18-19
• 1.4.1.3 殘余奧氏體的作用19
• 1.4.2 影響亞溫淬火強(qiáng)韌化效果的因素19-22
• 1.4.2.1 原始組織19-20
• 1.4.2.2 進(jìn)入兩相區(qū)的方式20-21
• 1.4.2.3 亞溫淬火溫度的影響21-22
• 1.4.2.4 回火工藝的影響22
• 1.5 課題研究目的和內(nèi)容22-24
• 第2章 實(shí)驗(yàn)方法24-28
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料及設(shè)備24-26
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料的制備25-26
• 2.1.2 熱處理工藝26
• 2.2 光學(xué)金相顯微鏡和掃描電子顯微鏡組織觀察26
• 2.3 力學(xué)性能測(cè)試26-28
• 2.3.1 拉伸試驗(yàn)26-27
• 2.3.2 硬度值的測(cè)定27-28
• 第3章 新型非調(diào)質(zhì)鑄鋼的成分設(shè)計(jì)28-39
• 3.1 合金設(shè)計(jì)思路28-29
• 3.2 各合金元素作用29-33
• 3.2.1 C 在合金鋼中的作用29
• 3.2.2 Mn 在合金鋼中的作用29-30
• 3.2.3 Si 在合金鋼中的作用30
• 3.2.4 Cr 在合金鋼中的作用30-31
• 3.2.5 B 在合金鋼中的作用31-32
• 3.2.6 Ti 在合金鋼中的作用32
• 3.2.7 RE 在合金鋼中的作用32-33
• 3.2.8 Al 在合金鋼中的作用33
• 3.3 試驗(yàn)鋼合金的設(shè)計(jì)33-38
• 3.3.1 鑄鋼成分的設(shè)計(jì)33-34
• 3.3.2 鑄鋼強(qiáng)度以及臨界點(diǎn)計(jì)算34-36
• 3.3.3 試驗(yàn)鋼組織的預(yù)測(cè)36-38
• 3.4 本章小結(jié)38-39
• 第4章 正火+回火后的組織和力學(xué)性能39-55
• 4.1 ZG15Si2Mn3CrB 的組織性能39-44
• 4.1.1 顯微組織分析39-40
• 4.1.2 力學(xué)性能分析40-43
• 4.1.3 斷口分析43-44
• 4.2 ZG25Si2Mn2CrB 的組織性能44-49
• 4.2.1 顯微組織分析44-46
• 4.2.2 力學(xué)性能分析46-48
• 4.2.3 斷口分析48-49
• 4.3 ZG35Si2Mn2CrB 的組織性能49-53
• 4.3.1 顯微組織分析49-50
• 4.3.2 力學(xué)性能的分析50-52
• 4.3.3 拉伸斷口52-53
• 4.4 本章小結(jié)53-55
• 第5章 亞溫正火、NJ 淬火后組織與性能55-67
• 5.1 亞溫正火后的組織與性能55-62
• 5.1.1 鋼的亞溫正火工藝55-56
• 5.1.2 金相組織分析56-58
• 5.1.3 力學(xué)性能分析58-61
• 5.1.4 斷口分析61-62
• 5.2 NJ 淬火后試樣的組織和性能62-66
• 5.2.1 顯微組織分析64-65
• 5.2.2 力學(xué)性能分析65-66
• 5.3 本章小結(jié)66-67
• 第6章 結(jié)論67-68
• 參考文獻(xiàn)68-73
• 致謝73

【參考文獻(xiàn)】

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中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 王勇圍;低碳Mn系空冷貝氏體鋼的強(qiáng)韌性優(yōu)化研究[D];清華大學(xué);2009年

本文編號(hào)：735607