本文關(guān)鍵詞：刀剪用高碳馬氏體不銹鋼8Cr13MoV中碳化物控制技術(shù)研究　出處：《北京科技大學》2017年博士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：碳化物是刀剪用高碳馬氏體不銹鋼組織中重要的相組成,它的控制對刀剪材料性能有顯著影響。國內(nèi)刀剪材料在碳化物控制方面與國外相比存在明顯差距,而目前國內(nèi)有關(guān)碳化物控制技術(shù)的研究還非常少。因此,本文以刀剪用高碳馬氏體不銹鋼8Cr13MoV為研究對象,針對它在冶煉、軋制和熱處理過程中的碳化物控制展開實驗研究,以期能夠為工業(yè)生產(chǎn)提供數(shù)據(jù)參考和理論支持,形成一套行之有效的碳化物控制方法,達到國外同等材料的質(zhì)量水平。論文的主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:利用熱力學軟件Thermo-Calc計算分析了 8Cr13MoV鋼凝固過程中各相的析出規(guī)律。采用多種金相腐蝕方法和陽極電解方法分析了 8Cr13MoV鋼的相組成,得到8Cr13MoV鋼鑄態(tài)組織是由馬氏體、殘余奧氏體、鐵素體、一次碳化物和二次碳化物組成。碳化物以一次碳化物為主,二次碳化物非常少。通過改變8Cr13MoV電渣重熔工藝參數(shù)研究發(fā)現(xiàn),低電流強度和高冷卻強度均可以降低一次碳化物尺寸和總的體積分數(shù),使其分布更加均勻,但是二者的變化都沒有改變碳化物的類型。電流強度的變化沒有改變單個一次碳化物的形貌,而高冷卻強度可以使一次碳化物形貌發(fā)生改變,使其內(nèi)部的共晶纖維更加致密,并由棒狀轉(zhuǎn)變?yōu)槟X狀。在8Cr13MoV鋼的冶煉過程中加入不同量的Ti元素。研究發(fā)現(xiàn),Ti與C結(jié)合生成TiC,不但可以作為形核核心細化晶粒和一次碳化物M7C3,并且抑制了一次碳化物M7C3的形成,促進M7C3型碳化物向M23C6型碳化物轉(zhuǎn)變,更加有利于碳化物在后續(xù)加工過程中溶解。Ti還使鑄態(tài)組織中馬氏體針狀組織細化,數(shù)量增加,大幅提高了材料的抗拉強度。在退火過程中,Ti可以抑制二次碳化物的析出,適量的Ti可以使碳化物的粒度和總量都降低,提高退火態(tài)材料的塑性。通過8Cr13MoV鋼的熱壓縮模擬實驗研究發(fā)現(xiàn),變形溫度越高動態(tài)再結(jié)晶發(fā)生越早,峰值應力隨著變形溫度的增加和應變速率的降低而減小,基本呈線性變化。低的變形溫度和高的應變速率有助于一次碳化物的破碎。隨著變形溫度的降低、變形速率的增加和冷卻速度的增加,材料的顯微組織細化。軋制實驗結(jié)果與模擬結(jié)果表現(xiàn)一致,低的開軋溫度和終軋溫度都有利于一次碳化物的破碎,組織晶粒更細,增加軋制變形量也可以得到同樣的效果。研究還發(fā)現(xiàn),低的開軋溫度下,一次碳化物破碎后更容易溶解,所以一次碳化物總量更低。通過對8Cr13MoV鋼球化退火工藝的研究發(fā)現(xiàn),奧氏體化期碳化物向基體中溶解,碳化物數(shù)量減少同時基體中合金元素濃度升高,由于兩者的綜合影響導致材料的硬度隨奧氏體化時間延長先降低后升高。隨著球化期延長碳化物球化長大,碳化物球化尺寸越大,材料的硬度越低。本研究中,奧氏體化保溫時間和球化期保溫時間分別控制在90min和135min中材料獲得最低硬度,這更有利于材料的后續(xù)加工。研究還發(fā)現(xiàn),奧氏體化保溫時間越長,球化初期的球化速率越快。然而,在球化期的后期這個趨勢正好相反。隨著冷卻速率的增加,碳化物尺寸減小,而薄片狀碳化物則增多,這會使材料的硬度升高,冷卻速率應控制在25℃/h以內(nèi)。
[Abstract]:This paper studies the carbide control in the process of smelting , rolling and heat treatment by using high carbon martensitic stainless steel 8Cr13MoV . In this study , the hardness of the material increases as the austenitizing time is prolonged and the hardness of the material increases . The higher the cooling rate , the higher the sphericalization rate of the material . However , the hardness of the material increases as the cooling rate increases , and the cooling rate should be controlled within 25 鈩，

本文編號：1398189