本文關(guān)鍵詞：擠壓輪用H13鋼組織性能的研究

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【摘要】：H13鋼是從美國引進(jìn)的一個(gè)鋼種,中國牌號(hào)4Cr5MoSiV1,執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GB/1299-2000,是工業(yè)上應(yīng)用較為廣泛的一種熱作模具鋼。[1]擠壓輪是連續(xù)擠壓成型(CONFORM,Continuous Extrusion Forming)機(jī)的重要模具,由于其在工作中同時(shí)承受交變的拉熱應(yīng)力及熱應(yīng)力的綜合作用,所以對(duì)模具材料的抗疲勞性能和高溫性能有較高要求,一般選擇H13鋼作為連續(xù)擠壓成型機(jī)的擠壓輪材料。但在實(shí)際生產(chǎn)過程中,擠壓輪壽命不穩(wěn)定,經(jīng)常發(fā)生早期失效,嚴(yán)重的降低了生產(chǎn)效率,增加了生產(chǎn)成本。為解決擠壓輪壽命不穩(wěn)定,經(jīng)常發(fā)生早期失效這一現(xiàn)象,首先要研究確定擠壓輪的工況條件,然后從擠壓輪失效分析入手,找出導(dǎo)致擠壓輪失效的主要原因。圍繞材料和工藝展開研究,試圖制定符合擠壓輪工況的組織標(biāo)準(zhǔn),并進(jìn)一步優(yōu)化鍛造和鍛后熱處理工藝方案,使其壽命穩(wěn)定。(1)對(duì)早期失效的擠壓輪,采用金相分析、硬度、沖擊功、開裂面微觀形貌掃描等實(shí)驗(yàn)手段,分析其早期失效的原因。實(shí)驗(yàn)證明,嚴(yán)重的帶狀偏析、大塊尖角狀的共晶碳化物呈鏈狀分布,非金屬夾雜物聚集,網(wǎng)狀二次碳化物弱化晶界,這些缺陷均會(huì)成為裂紋源,造成擠壓輪早期失效。(2)采用金相分析、硬度試驗(yàn)、沖擊試驗(yàn)、斷口掃描等實(shí)驗(yàn)手段,對(duì)五種不同的退火態(tài)材料及熱處理后的五種回火態(tài)材料做組織性能分析,發(fā)現(xiàn)退火態(tài)中的帶狀偏析、網(wǎng)狀或鏈狀二次碳化物、共晶碳化物等缺陷,在經(jīng)過熱處理后無法消除,這些缺陷將會(huì)在熱處理后遺傳到回火組織中。(3)退火態(tài)中帶狀偏析程度可參照北美壓鑄協(xié)會(huì)給出的標(biāo)準(zhǔn)圖,也可對(duì)照GB13299-1991中帶狀偏析圖譜,其等級(jí)≤2級(jí)均可接受;共晶碳化物只要邊界圓滑,不呈現(xiàn)鏈狀分布,其尺寸在10um以下均可接受;網(wǎng)狀二次碳化物按照GB1299-1985評(píng)定≤2級(jí);球化質(zhì)量參照GB1299-1985評(píng)定應(yīng)在2~4級(jí);退火態(tài)中鐵素體盡可能為等軸晶,不應(yīng)有明顯的位向分布。(4)通過對(duì)比四種不同的鍛造及鍛后熱處理工藝,并采用金相分析、硬度、沖擊試驗(yàn)、斷口掃描等手段,得出比較適合擠壓輪的鍛造及鍛后熱處理的工藝為:鍛前1200℃高溫均勻化,初鍛溫度1100℃~1150℃,終鍛溫度850℃~900℃,鍛后超細(xì)化處理,球化時(shí)間足夠長(zhǎng)。
【關(guān)鍵詞】：擠壓輪 H13鋼 組織 鍛造 鍛后熱處理
【學(xué)位授予單位】：大連交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG142.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 H13鋼簡(jiǎn)介10-11
• 1.1.1 模具鋼基本概念10
• 1.1.2 H13熱作模具鋼10-11
• 1.2 H13鋼的特點(diǎn)及合金元素的作用11-12
• 1.2.1 H13鋼的優(yōu)缺點(diǎn)11-12
• 1.2.2 H13鋼中主要合金元素的主要作用12
• 1.3 H13鋼的冶煉技術(shù)12-13
• 1.3.1 H13鋼的冶煉設(shè)備12
• 1.3.2 H13鋼的冶煉工藝12-13
• 1.4 H13鋼的應(yīng)用13
• 1.4.1 應(yīng)用于熱鍛模13
• 1.4.2 應(yīng)用于熱擠壓模13
• 1.4.3 應(yīng)用于有色金屬壓鑄模13
• 1.5 北美壓鑄協(xié)會(huì)（NADCA）針對(duì)優(yōu)質(zhì)H13鋼的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定13-16
• 1.5.1 北美壓鑄協(xié)會(huì)（NADCA）簡(jiǎn)介13-14
• 1.5.2 NADCA針對(duì)H13鋼出廠標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定14-16
• 1.6 H13鋼的發(fā)展前景16
• 1.6.1 優(yōu)化H13鋼的化學(xué)成分16
• 1.6.2 改進(jìn)H13鋼生產(chǎn)流程和工藝控制16
• 1.7 連續(xù)擠壓技術(shù)簡(jiǎn)介16-18
• 1.7.1 連續(xù)擠壓技術(shù)原理16-17
• 1.7.2 擠壓輪中的輪槽17-18
• 1.7.3 連續(xù)擠壓技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)18
• 1.8 本課題研究的主要目的和內(nèi)容18-20
• 1.8.1 主要研究目的18-19
• 1.8.2 主要研究?jī)?nèi)容19-20
• 第二章 擠壓輪早期失效分析20-40
• 2.1 斷.失效分析20-23
• 2.1.1 斷.類型及形貌特征20-21
• 2.1.2 裂紋源判別方法21-23
• 2.1.3 斷.試樣的處理和分析23
• 2.2 擠壓輪工作環(huán)境介紹23-26
• 2.2.1 擠壓輪受力情況23-25
• 2.2.2 擠壓輪變形情況25-26
• 2.2.3 擠壓輪溫度分布26
• 2.3 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備26-32
• 2.3.1 實(shí)驗(yàn)材料26-27
• 2.3.2 實(shí)驗(yàn)儀器27-31
• 2.3.3 實(shí)驗(yàn)方法31-32
• 2.4 擠壓輪失效分析實(shí)例32-39
• 2.4.1 宏觀檢驗(yàn)33
• 2.4.2 微觀檢驗(yàn)33-36
• 2.4.3 開裂面微觀形貌36-37
• 2.4.4 結(jié)果與分析37-39
• 本章小節(jié)39-40
• 第三章 退火態(tài)組織對(duì)擠壓輪組織性能的影響40-55
• 3.1 退火態(tài)材料分析40-47
• 3.1.1 原材料退火態(tài)組織40-42
• 3.1.2 退火態(tài)硬度42
• 3.1.3 鍛造及鍛后熱處理工藝42-43
• 3.1.4 鍛后退火態(tài)組織43-44
• 3.1.5 鍛后退火態(tài)沖擊功44-45
• 3.1.6 退火態(tài)沖擊斷.形貌45-46
• 3.1.7 分析46-47
• 3.2 回火態(tài)材料分析47-54
• 3.2.1 顯微組織48-49
• 3.2.2 回火硬度49-50
• 3.2.3 回火態(tài)沖擊功50-51
• 3.2.4 沖擊斷.形貌51-52
• 3.2.5 晶粒度52-54
• 3.2.6 分析54
• 本章小結(jié)54-55
• 第四章 不同鍛造及鍛后熱處理工藝對(duì)擠壓輪組織性能的影響55-74
• 4.1 鍛造工藝及鍛后熱處理工藝的制定55-58
• 4.1.1 原材料組織55-56
• 4.1.2 鍛造及鍛后熱處理工藝的制定56-57
• 4.1.3 試驗(yàn)準(zhǔn)備57-58
• 4.2 退火態(tài)組織性能分析58-64
• 4.2.1 金相組織58-60
• 4.2.2 退火態(tài)硬度60-61
• 4.2.3 退火態(tài)沖擊功61-62
• 4.2.4 退火態(tài)沖擊斷.形貌62-63
• 4.2.5 分析63-64
• 4.3 四種工藝回火態(tài)組織性能64-73
• 4.3.1 金相組織64-67
• 4.3.2 回火態(tài)硬度67
• 4.3.3 回火態(tài)沖擊功67-68
• 4.3.4 回火態(tài)沖擊斷.形貌68-69
• 4.3.5 晶粒度69-70
• 4.3.6 分析70-73
• 本章小結(jié)73-74
• 結(jié)論74-75
• 參考文獻(xiàn)75-77
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文77-78
• 致謝78-79

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本文編號(hào)：780516