本文關(guān)鍵詞：高強(qiáng)度鋼“多層次”組織結(jié)構(gòu)對(duì)力學(xué)性能影響的研究

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【摘要】：通過細(xì)化多層次組織是金屬材料強(qiáng)韌塑化及其提高疲勞性能的重要發(fā)展方向,對(duì)馬氏體鋼不同層次組織與強(qiáng)韌性關(guān)系的規(guī)律進(jìn)行了大量研究,但對(duì)馬氏體鋼的強(qiáng)韌性“有效控制單元”至今無定論,且多層次組織參量與不同韌性指標(biāo)耦合關(guān)系規(guī)律的研究未見報(bào)道。本文以20CrNi2Mo鋼為研究對(duì)象,通過不同淬火溫度和淬火速率等熱處理手段獲得不同層次尺寸條狀馬氏體組織,并通過OM、SEM、EBSD及TEM等技術(shù)定量表征各層次組織尺寸,研究了多層次組織結(jié)構(gòu)與馬氏體力學(xué)性能的關(guān)系,探討條狀馬氏體鋼強(qiáng)韌性的“有效晶粒尺寸”,建立多層次組織結(jié)構(gòu)與韌性的關(guān)系模型。20CrNi2Mo鋼經(jīng)淬火低溫回火后為條狀馬氏體組織,隨淬火溫度提高,原奧氏體晶粒尺寸、馬氏體束尺寸及馬氏體塊寬均增大,而馬氏體板條寬減小。20CrNi2Mo鋼的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、斷面收縮率及硬度隨淬火溫度提高均減小,而伸長(zhǎng)率、沖擊韌性和斷裂韌性均增大。隨淬火速率提高,除原奧氏體晶粒尺寸不受影響外,其他各層次組織均被細(xì)化。A組20CrNi2Mo鋼的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、斷面收縮率、洛氏硬度及J1C隨淬火速率提高均增大,而伸長(zhǎng)率及沖擊韌性減小;由于孿晶的形成,B組20CrNi2Mo鋼的抗拉強(qiáng)度和硬度均隨淬火速率增大而呈現(xiàn)先增后降趨勢(shì),而伸長(zhǎng)率先降后增。20CrNi2Mo鋼的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度與馬氏體束尺寸、馬氏體塊寬及馬氏體板條寬的-1/2次方之間均滿足Hall-Petch關(guān)系。馬氏體塊寬為板條馬氏體強(qiáng)度的“有效控制單元”。在不同淬火溫度下,其沖擊韌性和斷裂韌性與馬氏體板條寬的-1/2次方滿足Hall-Petch關(guān)系,即馬氏體板條尺寸為沖擊韌性和斷裂韌性的“有效控制單元”;在不同淬火速率下,其斷裂韌性與馬氏體板條寬的-1/2次方滿足Hall-Petch關(guān)系,即馬氏體板條寬為斷裂韌性的“有效控制單元”。初步建立多層次組織與馬氏體鋼韌性的關(guān)系模型,即Di=di/nδ。經(jīng)計(jì)算得:原奧氏體晶粒尺寸約為n?的1/3,且dr/n?(A4)㧐1,而馬氏體束尺寸、馬氏體塊寬及馬氏體板條寬與n?的比值均小于1,且馬氏體板條寬與2?的比值遠(yuǎn)小于1。當(dāng)淬火溫度提高,穿條界能耗J1增大,裂紋偏轉(zhuǎn)能耗J2和沿條界擴(kuò)展能耗J3減小;當(dāng)淬火速率提高,穿條界能耗J1和裂紋偏轉(zhuǎn)能耗J2增大,沿條界擴(kuò)展能耗J3減小。
【關(guān)鍵詞】：馬氏體 多層次組織 力學(xué)性能 Hall-Petch關(guān)系 高強(qiáng)度鋼
【學(xué)位授予單位】：貴州大學(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2-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-24
• 1.1 課題研究背景8
• 1.2 條狀馬氏體形態(tài)及亞結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀8-12
• 1.3 條狀馬氏體形貌類型12-13
• 1.4 熱處理工藝對(duì)條狀馬氏體組織及力學(xué)性能的影響13-16
• 1.4.1 淬火溫度13-14
• 1.4.2 淬火速率14-15
• 1.4.3 回火方式15-16
• 1.5 條狀馬氏體形態(tài)及亞結(jié)構(gòu)對(duì)力學(xué)性能的影響16-23
• 1.5.1 原奧氏體晶粒度對(duì)力學(xué)性能的影響16-18
• 1.5.2 板條馬氏體束尺寸對(duì)力學(xué)性質(zhì)的影響18-20
• 1.5.3 板條馬氏體塊尺寸對(duì)力學(xué)性質(zhì)的影響20-22
• 1.5.4 板條馬氏體條尺寸對(duì)力學(xué)性質(zhì)的影響22-23
• 1.6 本文的研究目的及研究?jī)?nèi)容23-24
• 第二章 試驗(yàn)材料與方法24-31
• 2.1 試驗(yàn)材料24
• 2.2 熱處理工藝24-27
• 2.2.1 測(cè)定相變點(diǎn)24-25
• 2.2.2 熱處理方案25-27
• 2.3 力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)27-29
• 2.3.1 室溫拉伸試驗(yàn)27
• 2.3.2 斷裂韌度J1C27-28
• 2.3.3 沖擊韌性28-29
• 2.3.4 硬度29
• 2.4 微觀組織觀察29-30
• 2.5 斷口分析30
• 2.6 殘留奧氏體的測(cè)量30-31
• 第三章 淬火溫度對(duì) 20CrNi2Mo鋼組織與性能的影響31-45
• 3.1 20CrNi2Mo鋼不同淬火溫度熱處理工藝31
• 3.2 淬火溫度對(duì)板條馬氏體組織形貌的影響31-37
• 3.3 淬火溫度對(duì)板條馬氏體力學(xué)性能的影響37-39
• 3.4 淬火溫度對(duì)殘留奧氏體的影響39-40
• 3.5 淬火溫度對(duì)斷.形貌的影響40-43
• 3.6 小結(jié)43-45
• 第四章 淬火速率對(duì) 20CrNi2Mo鋼組織與性能的影響45-58
• 4.1 20CrNi2Mo鋼不同淬火速率熱處理工藝45
• 4.2 淬火速率對(duì)板條馬氏體組織形貌的影響45-50
• 4.3 淬火速率對(duì)板條馬氏體力學(xué)性能的影響50-53
• 4.4 淬火速率對(duì)殘留奧氏體的影響53-54
• 4.5 淬火速率對(duì)斷.形貌的影響54-56
• 4.6 小結(jié)56-58
• 第五章 板條馬氏體鋼強(qiáng)韌性組織控制單元研究58-65
• 5.1 微觀組織對(duì)強(qiáng)度的影響58-62
• 5.2 微觀組織對(duì)韌性的影響62-64
• 5.3 小結(jié)64-65
• 第六章 復(fù)合參量Di與強(qiáng)韌性關(guān)系模型65-72
• 6.1 模型的提出65-66
• 6.2 裂紋尖端張開位移CTOD的計(jì)算66-71
• 6.2.1 線彈性和小范圍屈服情況下的CTOD67-68
• 6.2.2 大范圍屈服情況下CTOD68-69
• 6.2.3 CTOD理論計(jì)算的驗(yàn)證及計(jì)算69-71
• 6.3 裂紋擴(kuò)展機(jī)制研究71-72
• 6.4 小結(jié)72
• 第七章 主要結(jié)論72-74
• 參考文獻(xiàn)74-80
• 致謝80-81
• 附錄81-82

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 楊鋼;楊沐鑫;王昌;劉新權(quán);;冷卻速度對(duì)X12CrMoWVNbN10-1-1耐熱鋼的力學(xué)性能影響[J];鋼鐵研究學(xué)報(bào);2011年03期

2 貢海;;板條馬氏體研究的新進(jìn)展[J];金屬熱處理;1982年03期

3 沙桂英;孟慶昌;馮曉曾;;高溫奧氏體化對(duì)40Cr鋼疲勞裂紋擴(kuò)展行為的影響[J];金屬熱處理;1990年11期

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本文編號(hào)：832515