雙真空熔煉9315鋼的相變、組織與性能研究

發(fā)布時間：2017-09-01 20:27

本文關(guān)鍵詞：雙真空熔煉9315鋼的相變、組織與性能研究

【摘要】：本文根據(jù)國外滲碳鋼的研究狀況,選用美國的一種性能優(yōu)良的合金滲碳鋼SAE9315鋼,以其作為參考煉制了24爐不同合金成分的試驗鋼。經(jīng)熔煉鑄錠、鍛軋工藝處理后,再對其進(jìn)行拉伸試驗、沖擊試驗和端淬實驗。根據(jù)實驗結(jié)果確定了碳含量為0.15%。其他合金元素對9315鋼的綜合性能都起著非常重要的作用,含量分別確定為Ni3.2%、Cr1.3%、Mo0.13%、Mn0.60%、Si0.30%。利用Thermo Calc軟件和相關(guān)數(shù)據(jù)庫(TCFE3)計算了鋼的平衡相圖垂直截面圖。采用雙真空(VIM+VAR)冶煉工藝煉制了9315試驗鋼。利用高精度膨脹儀測出不同冷速的膨脹曲線,通過膨脹曲線結(jié)果可知,9315鋼Ac1、Ac3、Ms、Mf點分別為700℃、800℃、400℃、200℃。再利用金相顯微鏡觀察了在不同冷卻速度下的試樣的顯微組織形態(tài),確定其組織轉(zhuǎn)變類型(高溫區(qū)為鐵素體轉(zhuǎn)變、中溫區(qū)為貝氏體轉(zhuǎn)變、低溫區(qū)為馬氏體轉(zhuǎn)變)從而得出各種組織類型轉(zhuǎn)變的相變臨界點,然后結(jié)合顯微組織和線膨脹曲線繪制出SAE9315鋼的CCT曲線。最后測定出不同冷速下試樣的顯微硬度印證了所做CCT曲線的可靠性。將試驗鋼沖擊、拉伸試樣毛坯在920℃正火1h后,經(jīng)過不同淬火溫度、不同淬火保溫時間、不同回火溫度、不同回火時間的熱處理,然后進(jìn)行拉伸試驗和沖擊試驗。結(jié)果表明780℃淬火時強(qiáng)度硬度比較低;在805℃和815℃淬火下,9315試驗鋼的強(qiáng)度以及韌性明顯最強(qiáng);825℃和850℃淬火時鋼的機(jī)械性能變差;隨著回火溫度升高,材料強(qiáng)度上升,當(dāng)回火溫度超過200℃后,抗拉強(qiáng)度開始下降,淬火時間和回火時間對機(jī)械性能影響較微弱,根據(jù)綜合實驗結(jié)果,確定9315試驗鋼熱處理淬火、回火制度為:(820℃)×1h+OC、(150℃~200℃)×3h+AC。為結(jié)合實際分析滲碳處理后,滲碳層中各不同碳量水平部位的組織演變情況及性能,在9315鋼的化學(xué)成分基礎(chǔ)上冶煉了三爐不同碳含量(0.5%、0.79%、0.93%)的試驗鋼,分別對應(yīng)于9315鋼滲碳后的三個不同碳濃度處的滲碳層,以此模擬研究9315鋼滲碳層的組織轉(zhuǎn)變規(guī)律。繪制出9315鋼各滲碳層模擬鋼的CCT曲線。測定出不同冷速下試樣的顯微硬度。綜合上述各項基礎(chǔ)研究的結(jié)果,為制定工業(yè)條件下優(yōu)化的熱處理工藝方案提供重要參考依據(jù),對實現(xiàn)9315鋼的工業(yè)化應(yīng)用具有重大意義。
【關(guān)鍵詞】：9315鋼 連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變(CCT)曲線 滲碳層模擬鋼 熱處理工藝
【學(xué)位授予單位】：天津理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG142.1
【目錄】：

摘要5-6
Abstract6-10
第一章緒論10-18
1.1 前言10
1.2 滲碳鋼的發(fā)展10-13
1.2.1 滲碳鋼的性能要求10-11
1.2.2 滲碳鋼合金化的發(fā)展11-12
1.2.3 合金滲碳鋼各化學(xué)成分的作用12-13
1.3 鋼的淬透性的研究方法13
1.4 鋼的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線（CCT圖）的測定方法13-16
1.5 本文研究背景16
1.6 主要研究內(nèi)容16-18
第二章 9315鋼成分設(shè)計18-29
2.1 合金滲碳鋼成分設(shè)計18-19
2.2 9315 鋼成分優(yōu)化實驗19-27
2.2.1 熱加工工藝流程20-21
2.2.2 端淬實驗21-23
2.2.3 力學(xué)性能測試23-27
2.3 本章小結(jié)27-29
第三章 9315鋼的平衡組織和連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線29-41
3.1 9315 鋼的平衡組織轉(zhuǎn)變29
3.2 9315 鋼的連續(xù)冷卻組織轉(zhuǎn)變29-40
3.2.1 實驗方案30
3.2.2 冷速對相變產(chǎn)物的影響30-33
3.2.3 相變臨界溫度的測定33-37
3.2.4 過冷奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線（CCT圖）37-39
3.2.5 不同冷卻速度下相變產(chǎn)物的顯微硬度39-40
3.3 本章小結(jié)40-41
第四章 9315鋼全套熱處理工藝及強(qiáng)化實驗研究41-52
4.1 熱處理工藝實驗41-47
4.1.1 淬火溫度的確定41-42
4.1.2 淬火保溫時間的確定42-43
4.1.3 回火溫度的確定43-45
4.1.4 回火時間的確定45-47
4.2 9315 鋼的微觀組織及強(qiáng)韌化機(jī)理47-51
4.3 本章小結(jié)51-52
第五章 9315鋼滲碳層模擬鋼的連續(xù)冷卻組織轉(zhuǎn)變52-65
5.1 含碳量 0.5％滲碳層模擬鋼的CCT曲線52-56
5.1.1 實驗方法52-53
5.1.2 實驗結(jié)果與分析53-56
5.2 含碳量 0.79％滲碳層模擬鋼的CCT曲線56-59
5.2.1 實驗方法56-57
5.2.2 實驗結(jié)果與分析57-59
5.3 含碳量 0.93％滲碳層模擬鋼的CCT曲線59-63
5.3.1 實驗方法59-60
5.3.2 實驗結(jié)果與分析60-63
5.4 本章小結(jié)63-65
第六章全文總結(jié)65-66
參考文獻(xiàn)66-69
發(fā)表論文和科研情況說明69-70
致謝70-71

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫前10條

1 陳德順;彭曉東;易鴻宇;張清雨;;汽車前橋錐齒輪滲碳淬火工藝分析與研究[J];熱加工工藝;2014年20期

2 張瑞豐;;對中國鋼鐵行業(yè)下一步整合的思考[J];科技展望;2014年09期

3 周闊;;淺談中國鋼鐵行業(yè)現(xiàn)狀及應(yīng)對措施[J];經(jīng)營管理者;2013年30期

4 馮梅;陳鵬;;中國鋼鐵產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能過剩程度的量化分析與預(yù)警[J];中國軟科學(xué);2013年05期

5 Ming Chang;Hao Yu;;Kinetics of bainite-to-austenite transformation during continuous reheating in low carbon microalloyed steel[J];International Journal of Minerals Metallurgy and Materials;2013年05期

6 高洪成;婁成武;;“十二五”期間中國鋼鐵工業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略思考與路徑選擇[J];中國軟科學(xué);2012年06期

7 趙國防;楊卯生;劉東雨;吉傳波;俞峰;趙曉麗;;高性能滲碳軸承鋼的組織與性能[J];鋼鐵研究學(xué)報;2011年11期

8 王香彬;韋弦;孫斌;宋仁伯;;含Mo低碳貝氏體鋼形變奧氏體連續(xù)冷卻相變規(guī)律研究[J];河南冶金;2011年02期

9 吳小娟;;鋼鐵企業(yè)的產(chǎn)業(yè)政策淺析[J];改革與開放;2009年11期

10 ;Effect of continuous annealing parameters on the mechanical properties and microstructures of a cold rolled dual phase steel[J];International Journal of Minerals Metallurgy and Materials;2009年02期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫前8條

1 湯亨強(qiáng);Cr/Mn系及微合金化熱成形鋼的初步研究[D];安徽工業(yè)大學(xué);2013年

2 趙金華;高韌性TBM刀圈用鋼高溫變形行為及熱處理工藝研究[D];太原科技大學(xué);2013年

3 李紅;Cr對M-B雙相耐磨鋼組織及腐蝕磨損性能的影響[D];東北大學(xué);2010年

4 李安慶;冷卻路徑對熱軋多相鋼板組織及力學(xué)性能的影響[D];東北大學(xué);2010年

5 高建;軋制與冷卻路徑對Q460特厚板組織性能的影響[D];東北大學(xué);2009年

6 潘小強(qiáng);合金元素Mo、V對耐火鋼組織及性能的影響[D];重慶大學(xué);2007年

7 靳芳芳;新型軸系鍛件用鋼的組織和力學(xué)性能[D];昆明理工大學(xué);2007年

8 高海勇;智能化熱膨脹檢測應(yīng)用系統(tǒng)研制[D];南京理工大學(xué);2003年

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本文編號：774249

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