本文關(guān)鍵詞：直接切削用非調(diào)質(zhì)鋼熱加工行為及疲勞性能研究

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【摘要】：隨著直接切削用非調(diào)質(zhì)鋼應(yīng)用范圍的進(jìn)一步擴大和零件綜合性能要求的日漸提高,特別是對疲勞性能的要求越來越高,優(yōu)化非調(diào)質(zhì)鋼強韌性、疲勞性能具有十分重要的意義。優(yōu)化力學(xué)性能及疲勞性能的主要手段是利用微合金化技術(shù)及控軋控冷工藝來細(xì)化晶粒、顯微組織。因此,本文探究了兩種不同釩含量的直接切削用非調(diào)質(zhì)鋼的動態(tài)再結(jié)晶、靜態(tài)再結(jié)晶行為規(guī)律及其顯微組織對高周疲勞性能的影響。在Gleeble-3800型熱模擬試驗機上研究了兩個不同釩含量的直接切削用非調(diào)質(zhì)鋼的動態(tài)再結(jié)晶、靜態(tài)再結(jié)晶行為規(guī)律。首先,在單道次熱變形壓縮實驗中,V1鋼(釩含量為0.15%)和V2鋼(釩含量為0.05%)在不同的變形條件下都發(fā)生了動態(tài)再結(jié)晶。變形溫度T越高、應(yīng)變速率宅越低時,越容易發(fā)生動態(tài)再結(jié)晶；變形溫度T越低、應(yīng)變速率ε越高時,容易獲得更細(xì)小的奧氏體動態(tài)再結(jié)晶晶粒�；趧討B(tài)材料模型(DMM),建立了V1鋼和V2鋼的熱加工圖,確定在真應(yīng)變?yōu)?.4時V1鋼和V2鋼的最優(yōu)加工區(qū)域分別為：V1鋼的變形溫度為1050℃～1150℃之間、應(yīng)變速率小于1 s-1；V2鋼的變形溫度為1025℃～1100-C、應(yīng)變速率為0.1s-1～1s-1。其次,在雙道次間隙變形實驗過程中,發(fā)現(xiàn)影響靜態(tài)再結(jié)晶發(fā)生的主要因素是變形溫度和道次間隔時間,其中變形溫度影響較大。提高變形溫度和延長道次間隔時間,V1鋼和V2鋼的靜態(tài)再結(jié)晶軟化率和靜態(tài)再結(jié)晶體積分?jǐn)?shù)逐漸增大,V1鋼和V2鋼發(fā)生靜態(tài)回復(fù)和靜態(tài)再結(jié)晶軟化越容易。隨著發(fā)生靜態(tài)再結(jié)晶的程度增加, V1鋼和V2鋼的奧氏體靜態(tài)再結(jié)晶晶粒尺寸減小。在相同的變形條件下,由于熱變形過程中第二相的析出,使得V1鋼的奧氏體靜態(tài)再結(jié)晶晶粒明顯比V2鋼細(xì)小。在旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗機上研究了V1鋼和V2鋼的高周疲勞性能。研究結(jié)果表明,V1鋼具有遠(yuǎn)高于V2鋼和商業(yè)42CrMo的疲勞強度及疲勞強度與抗拉強度的比值,其值分別為552MPa和0.50。V1鋼中釩含量的增加,使釩與碳、氮元素形成大量細(xì)小彌散的V(CN)沉淀析出,釘扎奧氏體晶界,既起到析出強化的作用又起到晶粒細(xì)化的作用,從而提高了V1鋼的疲勞裂紋萌生和擴展抗力,高周疲勞性能十分優(yōu)異。
【關(guān)鍵詞】：直接切削用非調(diào)質(zhì)鋼 釩 動態(tài)再結(jié)晶 靜態(tài)再結(jié)晶 高周疲勞性能
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG142.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 第一章 緒論12-34
• 1.1 引言12-13
• 1.2 非調(diào)質(zhì)鋼的概述13-18
• 1.2.1 非調(diào)質(zhì)鋼的發(fā)展歷程及其應(yīng)用13-14
• 1.2.2 非調(diào)質(zhì)鋼的分類14-18
• 1.3 熱變形過程中奧氏體動態(tài)再結(jié)晶行為18-22
• 1.3.1 應(yīng)力-應(yīng)變曲線19-20
• 1.3.2 動態(tài)再結(jié)晶發(fā)生的條件20-21
• 1.3.3 動態(tài)再結(jié)晶動力學(xué)模型21-22
• 1.4 熱加工圖的理論研究22-26
• 1.4.1 熱加工圖理論的動態(tài)材料模型及能量耗散圖22-24
• 1.4.2 失穩(wěn)準(zhǔn)則24-25
• 1.4.3 熱加工圖的建立25-26
• 1.5 熱變形過程中奧氏體靜態(tài)再結(jié)晶行為26-27
• 1.5.1 靜態(tài)再結(jié)晶發(fā)生的條件26
• 1.5.2 靜態(tài)再結(jié)晶的動力學(xué)模型26-27
• 1.6 微合金非調(diào)質(zhì)鋼疲勞性能的研究現(xiàn)狀27-32
• 1.6.1 疲勞斷裂的特點27-29
• 1.6.2 影響疲勞性能的因素29-32
• 1.6.2.1 顯微組織的影響29-30
• 1.6.2.2 合金元素的影響30-32
• 1.7 課題研究背景和主要研究內(nèi)容32-34
• 第二章 實驗材料及研究方法34-40
• 2.1 實驗材料34
• 2.2 實驗方法34-40
• 2.2.1 Gleeble熱模擬實驗34-36
• 2.2.2 微觀組織分析36-37
• 2.2.3 常規(guī)的強韌性能37-38
• 2.2.4 相分析38
• 2.2.5 旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞實驗38-39
• 2.2.6 斷口形貌分析39-40
• 第三章 直接切削用非調(diào)質(zhì)鋼動態(tài)再結(jié)晶行為的研究40-64
• 3.1 引言40
• 3.2 實驗材料和方法40-42
• 3.2.1 實驗材料和制備40-41
• 3.2.2 動態(tài)再結(jié)晶實驗工藝41
• 3.2.3 動態(tài)再結(jié)晶實驗方法41-42
• 3.3 奧氏體動態(tài)再結(jié)晶行為研究42-62
• 3.3.1 變形參數(shù)對真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線的影響42-45
• 3.3.2 變形參數(shù)對峰值應(yīng)力和峰值應(yīng)變的影響45-47
• 3.3.3 動態(tài)再結(jié)晶RRT曲線47-48
• 3.3.4 動態(tài)再結(jié)晶激活能48-50
• 3.3.5 峰值應(yīng)力與變形因子Z的關(guān)系50-51
• 3.3.6 動態(tài)再結(jié)晶動力學(xué)模型51-52
• 3.3.7 動態(tài)再結(jié)晶狀態(tài)圖52-53
• 3.3.8 動態(tài)再結(jié)晶晶粒尺寸模型53-55
• 3.3.9 熱加工能量耗散圖與塑性失穩(wěn)圖55-62
• 3.4 本章小結(jié)62-64
• 第四章 直接切削用非調(diào)質(zhì)鋼靜態(tài)再結(jié)晶行為的研究64-80
• 4.1 引言64
• 4.2 實驗材料及方法64-65
• 4.2.1 靜態(tài)再結(jié)晶實驗工藝64-65
• 4.2.2 靜態(tài)再結(jié)晶實驗方法65
• 4.3 實驗結(jié)果與分析65-79
• 4.3.1 應(yīng)力-應(yīng)變曲線65-72
• 4.3.1.1 不同變形溫度對應(yīng)力-應(yīng)變曲線的影響65-69
• 4.3.1.2 不同間隔時間對應(yīng)力-應(yīng)變曲線的影響69-71
• 4.3.1.3 不同變形量對應(yīng)力-應(yīng)變曲線的影響71-72
• 4.3.2 靜態(tài)再結(jié)晶的體積分?jǐn)?shù)72-74
• 4.3.3 靜態(tài)再結(jié)晶的動力學(xué)方程74-76
• 4.3.4 不同變形條件對奧氏體靜態(tài)再結(jié)晶晶粒的影響76-79
• 4.3.4.1 不同變形溫度對奧氏體靜態(tài)再結(jié)晶晶粒的影響76-77
• 4.3.4.2 不同間隔時間對奧氏體靜態(tài)再結(jié)晶晶粒的影響77-79
• 4.4 本章小結(jié)79-80
• 第五章 直接切削用非調(diào)質(zhì)鋼疲勞性能的研究80-92
• 5.1 引言80
• 5.2 實驗材料及方法80-81
• 5.3 實驗結(jié)果與分析81-90
• 5.3.1 微觀組織與力學(xué)性能81-85
• 5.3.2 沖擊斷口形貌85
• 5.3.3 疲勞性能85-87
• 5.3.4 疲勞斷口觀察87-90
• 5.4 本章小結(jié)90-92
• 第六章 結(jié)論92-94
• 致謝94-96
• 參考文獻(xiàn)96-102
• 附錄 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文102

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：895691