含硅钢上贝氏体组织演变特征及性能研究

论文摘要

针对工业用9SiCr钢,通过金相组织观察研究了奥氏体化温度、上贝氏体转变温度对上贝氏体相变产物形态的影响;采用金相组织观察、X射线衍射分析、透射电镜观察并结合力学性能测试较详细地研究了上贝氏体组织随等温时间的演变规律。实验结果表明,当奥氏体化温度为900℃,上贝氏体转变温度为380℃短时等温获得的上贝氏体组织其光学显微形态呈现短棒状;随着等温时间的延长,新的上贝氏体小棒于原贝氏体棒的两侧形成,上贝氏体小棒的平行排列使上贝氏体变为粗棒;随着等温时间的进一步延长,粗棒状上贝氏体平行排列组合具有近似羽毛状;长时间等温,贝氏体碳化物析出使上贝氏体组织具有羽毛状形貌。试样力学性能的变化与上贝氏体组织形态的变化相一致。细短棒状的上贝氏体由单相碳过饱和α相构成。这种碳过饱和贝氏体铁素体相本身硬度就比较高,且又分布在基体里面,起到强化作用,致使试样的硬度强度高。但随着时间增长,短棒状的上贝氏体增粗、增长,逐渐转变为羽毛状的常规上贝氏体,试样的硬度强度也就逐渐降低,达到常规上贝氏体组织硬度。同理,短棒状的上贝氏体也可赋予材料较高的韧性。精细结构观察发现短时等温获得的上贝氏体组织由单相贝氏体铁素体相组成,组织中不含碳化物,晶格呈现膨胀状态;具有马氏体型切变相变,其两侧边界及纵向前沿母相中存在相变应力场,该相变应变场促使新的上贝氏体铁素体条形成,具有激发相变特征。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 贝氏体钢的研究和发展
• 1.1.1 超低碳贝氏体钢
• 1.1.2 Mo-B系、Mn-B系、Si-Mn-Mo系贝氏体钢
• 1.1.3 准贝氏体钢
• 1.1.4 其它类型贝氏体钢
• 1.2 贝氏体的相变机制
• 1.2.1 切变相变理论
• 1.2.2 扩散-台阶长大机制
• 1.3 选题依据、主要研究内容及目的
• 第二章 实验内容与方法
• 2.1 实验整体构想
• 2.2 选材
• 2.3 实验过程
• 2.3.1 试样的尺寸
• 2.3.2 热处理工艺
• 2.4 显微组织分析
• 2.4.1 金相观察
• 2.4.2 物相分析
• 2.4.3 扫描电镜观察
• 2.4.4 精细结构分析
• 2.5 力学性能测试
• 2.5.1 显微硬度测试
• 2.5.2 洛氏硬度测试
• 2.5.3 冲击实验
• 2.5.4 拉伸实验
• 第三章 上贝氏体光学显微组织分析
• 3.1 不同热处理工艺下的光学显微组织对比
• 3.1.1 奥氏体化温度对组织的影响
• 3.1.2 等温温度对组织的影响
• 3.2 上贝氏体组织演变特征分析
• 3.2.1 短时等温上贝氏体组织特征
• 3.2.2 上贝氏体组织随等温时间的演变特征
• 3.3 上贝氏体物相组成分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 力学性能测试结果分析
• 4.1 显微硬度分析
• 4.2 洛氏硬度分析
• 4.2.1 硬度变化规律
• 4.2.2 硬度变化规律分析
• 4.3 冲击韧性结果及断口分析
• 4.3.1 冲击韧性测试结果
• 4.3.2 冲击韧性结果分析
• 4.4 拉伸试验结果分析
• 4.4.1 拉伸试验结果
• 4.4.2 拉伸试验结果规律分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 精细结构分析
• 5.1 上贝氏体组织的显微形貌
• 5.2 上贝氏体铁素体的形成过程
• 5.3 贝氏体的精细结构对力学性能的影响
• 5.4 上贝氏体相变机制简析
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 硕士期间发表的学术论文
• 致谢