本文通過TEM、SEM等測試技術，通過對70鋼深度拉伸塑性變形及退火處理過程中的組織及三體磨料磨損性能進行分析，系統(tǒng)研究了(1)深度拉伸塑性變形及退火處理對70鋼機械性能的影響；(2)深度拉伸塑性變形及退火處理對70鋼顯微組織的影響；(3)70鋼深度拉伸塑性變形強化機制；(4)深度拉伸塑性變形70鋼三體磨料磨損性能；(5)深度拉伸塑性變形70鋼三體磨料磨損機制。 研究表明，強烈冷拉塑性條件下，70鋼的抗拉強度和顯微硬度顯著提高，抗拉強度和顯微硬度與70鋼應變量之間呈線型關系；70鋼的抗拉強度和顯微硬度隨退火溫度的升高呈先上升后下降的趨勢。 強烈塑性變形條件下，70鋼中的珠光體片間距不斷減小，珠光體團發(fā)生轉動、取向逐漸與拉伸軸方向趨于一致，滲碳體片發(fā)生變形(如彎曲等)、減薄、頸縮和斷裂；變形量大時，滲碳體發(fā)生大量溶解。200℃退火，鋼絲的組織幾乎沒發(fā)生變化。退火溫度升高時，球狀滲碳體數(shù)量急劇增多并逐漸長大，當退火溫度超過700℃，韌性得到了大幅度提高，同時抗拉強度急劇下降。 在石英砂磨料磨損工況下，強烈塑性變形可以少量提高70鋼的耐磨性，真應變對耐磨性幾乎沒有貢獻。而在玻璃砂磨料磨損工況下，強烈塑性變形可以有效地提高70鋼的耐磨性，應變量達到2.77時70鋼的耐磨性提高2.25倍左右。 在石英砂磨料磨損工況下，不同應變量的冷拉70鋼的磨損機理均相同，可以看到壓坑、短程犁溝、微觀切削以及塑變疲勞磨損，在載荷大的情況下會出現(xiàn)微裂紋；而在玻璃砂磨料磨損工況下，小變形70鋼的磨損機理以顯微切削和微觀犁溝為主，大變形70鋼的磨損機理以疲勞磨損為主。 以高速鋼為增強相的復合材料中，在石英砂磨料磨損低載荷工況下，高速鋼對于耐磨性有一定的貢獻，但提高的幅度最大能達到1.41倍。在石英砂磨料磨損高載荷下，高速鋼對于耐磨性的影響比較復雜，呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢。在玻璃砂磨料磨損工況下，耐磨性隨著高速鋼含量的增大呈增大的趨勢。與未添加高速鋼的70鋼絲相比，35％的復合材料耐磨性可以提高到1.73倍。 在石英砂磨料磨損工況下，高速鋼相對于70鋼來說，切削和犁溝的溝槽變窄、變淺，因此在小載荷下增加高速鋼可以提高材料的耐磨性。但當載荷增大時，增加了高速鋼斷裂的幾率，使得耐磨性隨著高速鋼含量的增大呈先增大后減小的趨勢。而在玻璃砂磨料磨損工況下，高速鋼經過磨損后只有淺而窄的劃痕，可以用來抵抗磨料的切削和犁削，在一定程度上阻礙了磨粒對基體組織的切削和犁削，起到了保護基體組織的作用，從而使復合材料的耐磨性得到很大的提高。 由復合材料磨損模型進一步解釋了在硬磨料下耐磨性隨增強相的含量先增大后減小的現(xiàn)象。
【學位單位】：西安建筑科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2007
【中圖分類】：TG142.21
【部分圖文】：

在普通白口鑄鐵中加入鎳和鉻，就形成鎳硬白口鑄鐵。美國，日本及歐洲各國世紀就開始采用鎳硬鑄鐵，目前已發(fā)展到鎳硬4#，鉻含量由2%提高到9%，鎳由4巧提高到610%，共晶碳化物由M3C型轉變成M7C3型，力學性能顯著提高，硬度在HRC以上，主要應用于輥式磨的磨環(huán)和磨輥，可鑄態(tài)使用，這對數(shù)噸重不便熱處理的大件很有意義。但我國鎳硬鑄鐵的生產較少，主要是由于我國的鎳資源比較缺乏，價昂貴[9]。鉻系耐磨鑄鐵是指成分中含有一定數(shù)量鉻的白口鑄鐵。鉻的加入，可以使鑄件易獲得白口組織，而且使其性能產生較大改善。所以，幾十年來，它一直作為主要耐磨材料使用。經研究發(fā)現(xiàn)，碳化物是組成鉻系耐磨鑄鐵的重要組成相，它的尺寸硬度、數(shù)量、分布對鑄鐵的耐磨性和機械性能有著重要影響。在鉻系鑄鐵中通常存三種類型的碳化物，它們分別為(Fe，Cr)3C、(Fe，Cr)7C3、(Fe，Cr)23C6.隨著含鉻的增加，碳化物的類型由(Fe，Cr)3C轉變?yōu)?Fe，Cr)7C3和(Fe，Cr)23C6。低鉻鑄鐵中碳化物主要是(Fe，Cr)3C，它通常為三維連續(xù)的網狀分布，見圖1.la)。而高鉻鑄鐵的碳化物主要是(Fe，Cr)7C3，這種碳化物硬度高且呈形態(tài)孤立的桿狀1.lb)。這就解了高鉻鑄鐵比低鉻鑄鐵的耐磨性高的原因【’0]。

(AccumulativeRollBonding，簡稱ARB)、循環(huán)擠壓法、超聲波噴丸法和表面機械研磨法(SMAT)等。高壓扭轉塑性變形法(見圖1.2a)可制備出鐵及高碳鋼、鋁及鋁合金、銅及銅合金、欽及欽合金、鋅及鋅合金等塊體納米材料。由于試樣特殊的幾何形狀，試樣大部分都處在準靜水壓縮條件下變形，所以盡管發(fā)生較大變形，但變形試樣損傷較小。等徑通道擠壓法(見圖1.2b)，由于在整個強烈塑性變形過程中整個工件的截面尺寸不發(fā)生變化，因而能實現(xiàn)大尺度工件的納米化和微晶化。對于等徑通道壓縮變形，壓縮方向和壓縮道次對組織的細化非常重要。試樣的后續(xù)壓縮路徑有四種(如圖1.3所示):路徑A:每道次擠壓后，試樣不旋轉，直接進行下一道次擠壓;路徑Bc:每道次擠壓后，試樣按同一方向旋轉900進入下一道次路徑;BA:每道次擠壓后，試樣按90“交替旋轉進行擠壓;路徑C:每道次擠壓后

等徑通道擠壓法(見圖1.2b)，由于在整個強烈塑性變形過程中整個工件的截面尺寸不發(fā)生變化，因而能實現(xiàn)大尺度工件的納米化和微晶化。對于等徑通道壓縮變形，壓縮方向和壓縮道次對組織的細化非常重要。試樣的后續(xù)壓縮路徑有四種(如圖1.3所示):路徑A:每道次擠壓后，試樣不旋轉，直接進行下一道次擠壓;路徑Bc:每道次擠壓后，試樣按同一方向旋轉900進入下一道次路徑;BA:每道次擠壓后，試樣按90“交替旋轉進行擠壓;路徑C:每道次擠壓后，試樣旋轉180“后，進入下一道次.四種路徑的應用都導致屈服應力的增加和材料強度的提高，經過幾個道次后達到飽和，而此后強度和應變載荷都達到穩(wěn)定狀態(tài)127一]。圖1.2強烈扭轉變形法和等徑壓縮變形法示意圖
【參考文獻】

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本文編號：2883385